• Title/Summary/Keyword: Carboxylation Efficiency

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오존에 노출된 버즘나무의 광합성 특성과 민감성 지표 (Photosynthetic Characteristics and a Sensitive Indicator for $O_3$-exposed Platanus orientalis)

  • 이재천;오창영;한심희;김판기
    • 한국농림기상학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.220-226
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    • 2005
  • 오존 노출이 버즘나무의 광합성 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여, 2년생 버즘나무 유묘에 하루에 8시간씩 100 ppb의 오존을 처리하였다. 오존 처리를 진행하는 동안, 3주마다 버즘나무의 엽내 엽록소 함량과 광합성 특성을 측정하였다. 오존에 의한 잎의 가시적 피해는 나타나지 않았으며, 또한 엽내 엽록소 함량은 대조구와 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. 그러나 광합성량, 기공전도도, 수분이용효율은 오존 처리 6주 후에 대조구보다 감소하였다. 한편 탄소고정효율과 광화학 효율은 오존 처리 3주와 6주 후에서 감소한 것으로 나타났다. 위의 결과를 토대로 볼 때, 탄소고정효율은 오존 스트레스에 가장 민감한 파라미터로 나타났으며, 이것은 오존 민감성을 평가하기 위한 매우 적당한 지표로 생각되었다.

차광처리가 가시오갈피의 광합성 활성에 미치는 영향 (Effects of Shading Treatment on Photosynthetic Activity of Acanthopanax senticosus)

  • 김판기;이갑연;허성두;김선희;이은주
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제26권6호
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    • pp.321-326
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    • 2003
  • 차광처리에 의한 가시오갈피의 생상촉진현상을 구명하기 위해서, 차광막으로 전천광을 55%, 75%, 90% 차광 처리한 조건과 노지에서 3년간 생장한 개체의 기관별 건물중을 조사하고, 광-광합성곡선과 A-Ci곡선을 통하여 광합성계의 특성을 조사하였다. 그 결과 75%의 차광조건에서는 지하부에 대한 지상부의 비율이 높아지는 현상이 있었으나, 가장 높은 건물중을 나타내 생장촉진에 효율적임이 확인되었다. 그리고 차광처리에 의해서 엽면적당의 엽록소 a+b 함량과 a/b가 감소하고 잎이 얇아지는 반응을 나타냈으며, 개엽 및 개체 당의 엽면적이 증가하는 등의 낮은 광도에 대한 적응반응이 확인되었다. 광합성계에서는 차광처리에 의해서 순양자수율(apparent quantum yield)이 높아지고 광보상점이 낮아졌으며, 탄소고정효율(carboxylation efficiency)과 재인산화속도가 상승하였다. 그러나 순양자수율은 차광처리구의 건물중 상승과는 대응되지 않는 결과를 나타내는 반면에 탄소고정효율은 건물중 상승과 대응된 결과를 나타내, 차광처리구의 광합성능력 증가가 탄소고정계의 활성증가에 기인함이 시사되었다. 광합성에 대한 수분이용효율은 차광처리구가 대조구에 비하여 약간 낮았으나, 모든 차광처리구가 포플러류와 같은 양수에 비해 높은 값을 나타냈다.

Photosynthetic Inhibition in Leaves of Ailanthus altissima under O3 Fumigation

  • Lee, Jae-Cheon;Oh, Chang-Young;Han, Sim-Hee;Kim, Pan-Gi
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제29권1호
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    • pp.41-47
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    • 2006
  • We investigated the enect of $O_3$ on the photosynthetic characteristics of tree of heaven (Ailanthus altissima) that is naturalized plant and used as restoration plant for contaminated area. Two-year-old seedlings were planted to pots and transferred into closed $O_3$ chamber. Photosynthetic pigments contents and photosynthetic characteristics were measured every three weeks under 100 pub $O_3$ fumigation. There was no visible foliar injury by $O_3$ exposure and contents of photosynthetic pigments did not show significant differences between control and $O_3$-treated seedlings. Also there were no significant differences in stomatal conductance, and water use efficiency. But photosynthetic rate and apparent quantum yield (AQY) of $O_3$ treated seedlings were reduced after nine weeks of ozone fumigation. In addition, the reduction of carboxylation efficiency and photorespiration were observed in the leave of $O_3$ treated seedlings after six weeks. In accordance with our result, carbon fixation system of A. altissima was most sensitive to $O_3$ stress to evaluate physiological damage induced by $O_3$.

차광처리에 따른 수리취의 광합성 관련 특성 변화 (Changes of Characteristics Related to Photosynthesis in Synurus deltoides under Different Shading Treatments)

  • 이경철;노희선;김종환;안수용;한상섭
    • 한국약용작물학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.320-330
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    • 2012
  • This study was conducted to investigate the changes of chlorophyll contents, chlorophyll fluorescence, photosynthetic parameters, and leaf growth of Synurus deltoides under different shading treatments. S. deltoides was grown under non-treated (full sunlight) and three different shading conditions (Shaded 88~93%, 65~75%, and 45%~55%). Light compensation point ($L_{comp}$), dark respiration ($D_{resp}$), maximum photosynthesis rate ($Pn_{max}$), photo respiration rate ($P_{resp}$), carboxylation efficiency ($\Phi_{carb}$), and photochemical efficiency were decreased with increasing shading level; However, $CO_2$ compensation point ($CO_{2\;comp}$), total chlorophyll content, and specific leaf area (SLA) were shown the opposite trend. S. deltoides under 88~93% treatment showed the lowest photosynthetic activity such as maximum photosynthetic rate ($Pn_{max}$), photochemical efficiency, and $CO_2$ compensation point ($CO_{2\;comp}$). Therefore, photosynthetic activity will be sharply decreased with a long period of 8~12% of full sunlight. With the shading level decreased, carotenoid content and non-photochemical fluorescence quenching (NPQ) increased to prevent excessive light damage. This result suggested that growth and physiology of S. deltoides adapted to high light intensity through regulating its internal mechanism.

카드뮴 처리에 대한 박달나무의 가계간 생장과 광합성 차이 (Differences in Growth and Photosynthesis among Three Half-sib Families of Betula schmidtii in Response to Cd Treatment)

  • 오창영;이경준;이재천;한심희
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제27권3호
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    • pp.147-153
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    • 2004
  • 본 연구는 카드뮴 처리에 대한 박달나무 유묘의 가계간 생장 차이와 광합성 특성을 구명하고자 실시하였다. 카드뮴 처리는 3가계의 박달나무 1년생 묘목에 0, 0.4, 0.8mM의 CdSO4 · H2O 용액을 이용하여 3수준으로 2개월간 실시하였다. 박달나무의 가계간 및 처리간 생장과 생리적 반응은 건중량, 상대생장율, 순양자수율 및 탄소고정효율을 이용하여 결정하였다. 0.4 mM과 0.8mM 카드뮴이 처리된 박달나무 유묘는 대조구와 비교해서 건중량과 상대생장율이 크게 감소하였으며, 박달나무 유묘의 생장 감소는 광합성 능력의 감소에 큰 영향을 받은 것으로 나타났다. 또한 순양자수율과 탄소고정효율은 카드뮴 처리로 감소하였으며, 모든 가계에서 카드뮴 농도가 증가함에 따라 감소 폭이 커졌다. 한편 카드뮴 처리에 의한 생장과 광합성 반응은 박달나무 가계간 뚜렷한 차이를 보여 카드뮴 내성은 가계간 유전적 요인이 작용하고 있음을 확인하였다.

오존에 노출된 자작나무류의 기공개폐와 광합성 반응 (Stomatal and Photosynthetic Responses of Betula Species Exposed to Ozone)

  • 이재천;김장수;한심희;김판기
    • 한국농림기상학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.11-17
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    • 2004
  • 본 연구는 오존에 노출된 자작나무류의 기공 반응, 광합성 및 내부 $CO_2$ 농도 변화간의 연관성을 밝히고자 수행하였다. 거제수나무, 물박달나무, 박달나무, 자작나무, 사스래나무는 온실에서 양묘하여 포트로 옮겨 심고, 100ppb의 오존 농도에서 하루 8시간씩 5주 동안 오존에 노출시켰다. 순광합성은 오존 노출 초기부터 수종간, 처리간 차이가 있었으나, 기공전도도와 증산량은 오존 처리 3주 후부터 수종간, 처리간 차이가 있었다. 내부 $CO_2$ 농도는 수종간 차이가 없었으나, 처리간 차이는 크게 나타났으며, 물박달나무를 제외한 4개 수종의 내부 $CO_2$ 농도는 오존 처리구가 대조구보다 높았다. 탄소고정효율과 광호흡속도는 수종간 또는 처리간에 큰 차이를 나타냈으며, 모든 수종에서 대조구보다 오존 처리구가 낮았다. 자작나무류는 장기적인 오존 노출로 광합성과 관련된 rubisco 활성이 감소하여, 내부 $CO_2$ 농도가 증가하면서 기공이 eke히는 것으로 판단된다.

오존 노출 시간에 따른 버즘나무와 백합나무의 광합성과 SOD 활성 변화 (Changes on Photosynthesis and SOD Activity in Platanus orientalis and Liriodendron tulipifera According to Ozone Exposing Period)

  • 이재천;오창영;한심희;김판기
    • 한국농림기상학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.156-163
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    • 2005
  • 버즘나무와 백합나무의 오존에 대한 생리 생화학적인 반응 특성을 비교하고, 단기간 동안의 노출에 따른 피해 및 내성 반응을 알아보고자 본 연구를 수행하였다. 두 수종 1년생 묘목을 100 ppb의 오존에 2, 4, 8 시간/일 동안 노출시키며 1주일간 광합성, 기공전도도, 오존흡입량을 측정하고 1주일 후 광화학 효율 및 탄소고정 효율, 엽록소 함량 및 항산화효소인 SOD의 활성을 측정하였다. 광합성과 기공전도도는 버즘나무의 경우 2시간 처리구는 감소하지 않았지만 오존 처리 시간이 길어질수록 감소하였으며, 백합나무는 버즘나무보다 민감하게 반응하여 2시간 처리구에서도 광합성과 기공전도도의 감소가 나타났으며, 오존 처리 시간이 길어질수록 더욱 많이 감소되었다 엽록소 형광반응을 이용한 광화학을 측정에서는 두 수종 모두에서 오존 처리 시간에 빠른 광화학효율의 차이가 크게 나타나지 않았지만, 탄소고정효율에 있어서는 오존 처리 시간이 길어질수록 매우 많이 감소하였으며, 백합나무의 감소 폭이 더 켰다. 엽록소 함량은 두 수종 모두 큰 변화가 나타나지 않았지만 SOD 활성에서는 수종간에 큰 차이가 나타났는데 버즘나무 2시간 처리구에서는 증가하였으며, 처리 시간이 증가함에 따라 감소하였지만 백합나무에 비하여 감소 폭이 적었다. 따라서 오존에 대해서 버즘나무보다 백합나무가 민감하게 반응하며 내성이 낮은 것으로 판단되었다.

이온교환체로서 리그닌의 이용과 평가 (Use and Evaluation of Lignin as Ion Exchangers)

  • Ads, Essam.N.;Nada, A.M.A.;El-Masry, A.M.
    • 대한화학회지
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    • 제55권1호
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    • pp.86-91
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    • 2011
  • 수산화나트륨과 과산화 무기산을 사용하여 흑색 액체로부터 수산화 리그닌과 과산화 리그닌을 얻었다. 과산화 리그닌을 10% HCl을 사용하여 가수분해하여 가수분해 리그닌을 얻었다. 카르복실화와 인산화과정을 거쳐 카르복시 리그닌과 인산화 리그닌을 얻었다. 에피클로르히드린을 사용하여 가교 리그닌도 얻었다. 이들 얻어진 리그닌들을 적외선분광법, 열김량분석, 시차열분석법으로 분석 하였다. 이들 얻어진 리그닌의 금속이온 흡착효과를 조사하였다. 과산화 리그닌이 수산화된 리그닌 보다 흡착 능력이 우수하였다.

Physiological Damages and Biochemical Alleviation to Ozone Toxicity in Five Species of genus Acer

  • Han, Sim-Hee;Kim, Du-Hyun;Lee, Kab-Yeon;Ku, Ja-Jung;Kim, Pan-Gi
    • 한국산림과학회지
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    • 제96권5호
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    • pp.551-560
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    • 2007
  • We investigated physiological damages and biochemical alleviation of five species of genus Acer under ozone fumigation in order to assess their tolerant ability against ozone toxicity. At the end of 150 ppb $O_3$ fumigation, photosynthetic characteristics were measured, and chlorophyll contents, malondialdehyde (MDA) and antioxidative enzyme activities were analyzed in the leaves of five maple trees (Acer buergerianum, A. ginnala, A. mono, A. palmatum, and A. palmatum var. sanguineum). The reduction of chlorophyll (chl) a in ozone-exposed plants was 16.8% (A. buergerianum) to 26.7% (A. ginnala) of control plants. For the content of chi b, A. ginnala and A. palmatum var. sanguineum represented the high reduction of 26.3% and 23.6%, respectively. The highest reduction on the chi a:b ratio was observed in the leaves of A. palmatum. The reduction of net photosynthesis in five species varied from 2.4% to 37.6%. Among five species, A. ginnala showed remarkable reduction (37.6%) for net photosynthesis in comparison with control. Carboxylation efficiency differed significantly (P < 0.05) among species and between control and ozone treatment. The reduction of carboxylation efficiency was the highest in the leaves of A. ginnala (44.7%). A. palmatum var. sanguineum showed the highest increase (41.7%) for MDA content. The highest increase of superoxide dismutase (SOD) activity represented in A. palmatum (26.1%) and the increase of ascorbate peroxidase (APX) activity ranged from 16.5% (A. ginnala) to 49.1% (A. palmatum var. sanguineum). A. mono showed the highest increase (376.6%) of glutathione reductase (GR) activity under ozone fumigation and A. buergerianum also represented high increase (42.3%) of GR activity. Catalse (CAT) activity increased in the leaves of A. ginnala, A. palmatun and A. palmatum var. sanguineum under ozone exposure, whereas A. buergerianum and A. mono decreased in comparison with control plants. In conclusion, physiological markers such as chlorophyll content and photosynthesis that responded sensitively to $O_3$ in maple trees were considered as the very important indicators in order to evaluate the tolerance against $O_3$ stress, and parameters were closely related with each other. Among anti oxidative enzymes, SOD and APX might be contributed to alleviate to $O_3$ toxicity through the increase of activity in all maple trees. Therefore, these compounds can be used as a biochemical maker to assess the stress tolerance to $O_3$.

Interactive Effects of Ozone and Light Intensity on Platanus occidentalis L. Seedlings

  • Kim, Du-Hyun;Han, Sim-Hee;Lee, Kab-Yeon;Kim, Pan-Gi
    • 한국산림과학회지
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    • 제97권5호
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    • pp.508-515
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    • 2008
  • Sycamore (Platanus occidentalis L.) seedlings were grown under low light intensity and ozone treatments to investigate the role of the light environment in their response to chronic ozone stress. One-year-old seedlings of Platanus occidentalis L. were grown in pots for 3 weeks under low light (OL, $150{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$) and high light (OH, $300{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$) irradiance in combination with 150 ppb of ozone fumigation. After three weeks of ozone and light treatment, seedlings were placed in ozone free clean chamber for 3 weeks for recovery from ozone stress with same light conditions to compare recovery capacity. Ozone fumigation determined an impairment of the photosynthetic process. Reduction of leaf dry weight (14%) and shoo/root ratio (17%) were observed in OH treatment. OL treatment also showed severe reductions in leaf dry weight and shoot/root ratio by 48% and 36% comparing to control, respectively. At the recovery phase, OH-treated plants recovered their biomass, whereas OL-treated plant showed reduction in leaf dry weight (52%) and shoot/root ratio (49%). OH-treated plants reached similar relative growth rate (RGR) comparing to control, whereas OL-treated plants showed lower RGR in stem height. However, there were no significant differences in response to those treatments in stem diameter RGR at the recovery phase. Ozone treatment produced significant reduction of net photosynthesis in both high and low light treatments. Carboxylation efficiency and apparent quantum yield in OL-treated plants showed significant reductions rate to 10% and 45%, respectively. At the recovery stage, ozone exposed seedlings under high light had similar photosynthetic capacity comparing to control plants. Antioxidant enzymes activities such as superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX), and glutathione reductase (GR) were increased in ozone fumigated plants only under low light. The present work shows that the physiological changes occur in photosynthesis-related parameters and growth due to ozone and low light stress. Thus, low light seems to enhance the detrimental effects of ozone on growth, photosynthesis, and antioxidant enzyme responses.