• 생물환경조절학회지
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• 제32권4호
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• pp.342-352
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• 2023

Ultra-violet(UV)는 비생물학적 스트레스 요인 중 하나로 식물체 내 산화적인 스트레스를 유발하지만 적정한 수준의 UV조사는 식물체 내 항산화 파이토케미컬 함량을 증진시키는 도구가 될 수 있다. UV에 노출된 식물의 항산화적 페놀릭 물질 축적의 반응은 식물(종, 품종, 연령 등), UV(파장, 에너지, 조사 기간 등) 등에 따라 달라질 수 있다. 하지만 지금까지 잎 두께가 식물 생리활성 화합물의 축적 패턴에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 연구는 거의 수행되지 않았다. 따라서, 본 실험에서는 잎 두께가 다른 케일(Brassica oleracea var. acephala)에 UV-A를 조사하였을 때, 항산화적 페놀릭 화합물의 축적 패턴이 어떻게 변화되는지 확인하고자 실험을 수행하였다. 케일 묘는 온도 20℃, 상대습도 60%, 광주기 12시간, 광원(fluorescent lamp), 광합성 유효 광량자속 밀도 PPFD 121 ±10µmol m^-2 s^-1 의 조건으로 제어되는 식물 생장상에서 4주간 재배되었다. 이후 CO₂ 농도가 서로 다룬 두 조건의 챔버(382±3.2 및 1027±11.7µmol mol^-1)로 케일을 옮겨 10일간 재배하였고, 그 후 5일간 25.4W m^-2의 UV-A LED(피크파장 275+285nm)를 광 주기 동안 보광 처리해 주었다. CO₂ 농도와 UV조사에 따른 식물의 생리 화학적인 변화를 확인하기 위해 생육 특성, 비엽중, 엽록소 형광, 총 페놀 함량과 항산화도, 그리고 개별적인 페놀 성분을 분석하였다. 결과적으로 고농도의 CO₂ 가 처리된 케일 잎의 두께가 유의적으로 증가했으며, 잎이 두꺼울수록 UV-A LED에 대한 스트레스의 정도가 낮았다. 저농도의 CO₂ 환경에서 UV-A에 노출된 케일의 잎의 Fv/Fm(제II광계 최대 광량자 수율)은 UV-A 처리 직후 급격히 감소되었지만, 고농도의 CO₂환경에서 UV-A 처리는 큰 감소가 관찰되지 않았다. 또한, 총 페놀 함량, 항산화도 그리고 개별적인 페놀릭 화합물이 저농도 CO₂ 잎에서는 UV-A 처리 1일째, 고농도 CO₂잎에서는 처리 3일째 증대되어 잎의 두께에 따라 화합물 축적 패턴이 다르게 나타남을 확인하였다. 결론적으로, 항산화적 페놀릭 화합물 축적을 위한 UV처리 시, 잎의 두께(잎의 발달 단계 등)를 고려해야하며 잎의 구조 형태적 특성에 따라 UV강도를 달리해야 함을 시사한다.

• 원예과학기술지
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• 제30권5호
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• pp.509-518
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• 2012

이번 연구는 새싹채소 재배 시 고온의 물을 이용한 열처리가 케일 새싹의 항산화물질과 항암성물질 등과 같은 기능성물질 축적에 영향을 주는지 확인하고자 수행되었다. 실험I 에서는 파종 후 4일째 40, 50, $60^{\circ}C$의 증류수가 담긴 항온조에 각각 10, 30, 60초 동안 침지하여 열처리 하였고, 실험II 에서는 $50^{\circ}C$의 증류수에 각각 10, 20, 30, 45, 60초 침지처리 하였다. 열처리 한 케일 새싹은 다시 정상적인 생육 환경에서 2일 동안 추가적으로 재배되었다. 열처리 전, 후에 생체 중, 건물중, 전해질 유출 정도, 총 페놀 농도, 항산화도, 총 플라보노이드 농도, 페닐알라닌 암모니아-리아제 활성, 글루코시놀레이트 함량을 측정하였다. 실험I의 결과, 열처리 후 2일째 대조구에 비해 모든 처리구의 생체중, 건물중이 감소되었으며, 특히 $60^{\circ}C$ 열처리가 40, $50^{\circ}C$의 열처리보다 그 정도가 심했다. 세포 파괴에 의한 전해질 유출 정도 또한 $60^{\circ}C$에서 가장 높게 나타났다. 총 페놀 농도는 $50^{\circ}C$의 열처리에서 대조구에 비해 유의적으로 증가했으며 항산화도 또한 비슷한 경향을 보였다. 실험 II의 결과 $50^{\circ}C$ 열처리는 실험I의 결과와 같이 생체중의 감소를 보였지만 그 정도는 크지 않았으며 건물중에서는 대조구와 유의적 차이가 없었다. 열처리 후 2일째 모든 처리구는 대조구에 비해 유의적으로 높은 총 페놀 축적을 유도하였다. $50^{\circ}C$에서 20초 이상의 열처리는 대조구에 비해 약 1.5배 이상 총 페놀 농도를 증가시켰으며, 항산화도는 대조구에 비해 약 1.2배 유의적으로 높았고, 총 플라보노이드 농도 또한 대조구에 비해 높은 수준을 나타냈다. 페닐알라닌 암모니아-리아제의 활성은 열처리 24시간째에 대조구보다 모든 처리구에서 높게 나타나, 열처리가 이차대사산물의 생합성을 유도하는 것을 알 수 있었다. 열처리 후 2일째 글루코시놀레이트의 함량은 20초 열처리에서 유의적으로 가장 높은 값을 나타냈다. 따라서, 케일 새싹 재배 시 열처리는 항산화 및 항암물질과 같은 기능성물질의 축적을 유도하여 케일 새싹의 영양학적 품질향상을 도모할 수 있는 잠재적인 수단임을 확인할 수 있었다.

• 한국환경농학회지
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• 제36권2호
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• pp.97-105
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• 2017

BACKGROUND : Environmental stress has a major effect on the growth and yields of vegetables, and can significantly affect nutritionally important phytochemicals, causing large economic losses. METHODS AND RESULTS : The present study was aimed at exploring the effects of water stress on the carotenoid and proline contents in kale leaves to understand drought tolerance of kale plants. Kale was randomly divided into two groups at 57 days after sowing (DAS). One of the groups was well-watered (WW) and the other was water stressed (WS). Harvesting of kale leaves was started one day after treatment (58 DAS) and continued for 10 days (~67 DAS). We investigated the status of plant growth (leaf number, length, width, fresh weight) of kale throughout the study. Carotenoid (lutein, ${\alpha}-carotene$, zeaxanthin, ${\beta}-carotene$) and proline contents were analyzed by high-performance liquid chromatography (HPLC). Our results showed that the total carotenoid contents ranged from 926.0 to 1,212.0 mg/kg dry wt. (at 3 and 2 days, respectively) in WW treatment and 887.8 to 1,157.4 mg/kg dry wt. (at 10 and 4 days, respectively) in WS treatment. The ratio of individual carotenoid to the total carotenoid contents of kale leaves was 51.4 for lutein, 4.44 for zeaxanthin, 2.76 for ${\alpha}-carotene$, and 41.4% for ${\beta}-carotene$. Total carotenoid contents showed a significant reduction from 7 days (1,037.2 mg/kg dry wt.) to 10 days (887.8 mg/kg dry wt.) in WS treatment. The lutein content did not show a significant difference in WW between 7 and 10 days after treatment but showed a significant difference in WS treatment. The ${\alpha}-carotene$ content showed no significant difference between the treatments. However, zeaxanthin content was higher during 4-10 days and ${\beta}-carotene$ content was lower during 6-10 days in WS than in WW on each harvest day. In WW, the proline content showed no significant difference, but in WS, the proline content started to increase at 7 days and almost doubled in 10 days. CONCLUSION : The marked increase in zeaxanthin and proline contents in kale leaves indicated that the two phytochemicals are associated with drought tolerance in the plant.