Lee, Hee Ju;Kim, Mi-Kyeong;Lee, Sang Gyu;Choi, Chang Sun;Choi, Hong-Soo;Kwak, Hae Ryun;Choi, Gug Seoun;Chun, Changhoo
Horticultural Science & Technology
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v.33
no.2
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pp.210-218
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2015
Melon leaves showing yellowing symptoms were analyzed using electron microscopy and RT-PCR for major cucurbit-infecting-viruses (CMV, MNSV, CGMMV, SqMV, WMV, KGMMV, PRSV and ZYMV) reported in Korea, but these viruses were not detected. As the result of further analysis by next-generation sequencing (NGS), the virus was identified as Cucurbit aphid-borne yellows virus (CABYV), and then confirmed by RT-PCR using CABYV-specific primers. When photosynthetic capacity was measured based on chlorophyll fluorescence yield (ChlFY), the leaves of the diseased plants showed $4.09{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, which was one-third of the readings observed for unaffected normal plants ($12.36{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$). The root functions of plants affected by leaf yellowing symptoms (LYS) was $0.28mg{\cdot}g^{-1}$, about half that measured for the normal unaffected plants ($0.48mg{\cdot}g^{-1}$). Cytological observations revealed that there were no morphological differences in the palisade parenchyma and mesophyll spongy cells of the leaves between the diseased and the normal plants. However, the same leaf cells of the affected plants contained more starch granules compared to those of the normal, unaffected plants. We conclude that the LYS of muskmelon is not merely a physiological disorder but a viral disease caused by CABYV and spread by aphids.
Kim, Mi Seon;Choi, Man Sik;Lee, Sang Heon;Lee, Sang Hoon;Rhee, Tae Siek;Hahm, Doshik
The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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v.19
no.2
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pp.109-124
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2014
In order to understand the carbon cycle in the Amundsen Sea of the Southern Ocean, the export fluxes of particulate organic carbon from the euphotic zone to deep water estimated using ${\psi}$/${\psi}$ disequilibrium method. Seawaters in 14 water columns were collected during February and March 2012, and analyzed for total and dissolved ${\psi}$, and particulate organic carbon. Total ${\psi}$ activities in the water column showed deficiency and excess relative to those of ${\psi}$ depending on the water depth. Deficiency of total ${\psi}$ in the euphotic zone showed mirror images both with chlorophyll-a and fluorescence, and was consistent with the loss of nitrate, which indicated the effect of biological activity. In addition, deficiency of total ${\psi}$ from deep water was associated with the increase of total dissolvable Fe/Mn concentration. Excess total ${\psi}$ activity presented below the euphotic zone might be related to particulate ${\psi}$ concentrated in this water depth. Mean export flux of ${\psi}$ estimated using the steady state model was $867{\pm}246dpmm^{-2}day^{-1}$. Mean export flux of particulate organic carbon, which were estimated by the product of total ${\psi}$ flux and ratio of POC/${\psi}$ ($7.08{\pm}4.27{\mu}molCdpm^{-1}$) in the sinking particles, was $5.9{\pm}3.9mmolCm^{-2}day^{-1}$. These fluxes were similar levels to those in the Weddell Sea during February and March 2008. Export ratios (ThE) relative to the primary production in the euphotic zone were in the range of 3-54% (av. 28%).
Global climatic change and increasing climatic instability threaten crop productivity. Due to climatic change, drought stress is occurring more frequently in crop fields. In this study, we investigated the effect of treatment with hydrogen peroxide (H2O2) before leaf development on the growth and yield of sorghum for minimizing the damage of crops to drought. To assess the effect of H2O2 on the growth of sorghum plant, 10 mM H2O2 was used to treat sorghum leaves at the 3-leaf stage during growth in field conditions. Plant height, stem diameter, leaf length, and leaf width were increased by 7.6%, 9.6%, 8.3% and 11.5%, respectively. SPAD value, chlorophyll fluorescence (Fv/Fm), photosynthetic rate, stomatal conductance, and transpiration rate were increased by 3.0%, 4.9%, 26.0%, 23.4% and 12.7%, respectively. The amount of H2O2 in the leaf tissue of sorghum plant treated with 10 mM H2O2 was 0.7% of the applied amount after 1 hour. The level increased to approximately 1.0% after 6 hours. The highest antioxidant activity measured by the Oxygen Radical Absorbance Capacity assay was 847.3 µmol·g-1 at 6 hour after treatment. However, in the well-watered condition, the concentration of H2O2 in the plant treated by the foliar application of H2O2 was 227.8 µmol·g-1 higher than that of the untreated control. H2O2 treatment improved all the yield components and yield-related factors. Panicle length, plant dry weight, panicle weight, seed weight per plant, seed weight per unit area, and thousand seed weight were increased by 8.8%, 18.0%, 24.4%, 24.7%, 29.9% and 7.1%, respectively. Proteomic analysis showed that H2O2 treatment in sorghum increased the tolerance to drought stress and maintained growth and yield by ameliorating oxidative stress.
Proceedings of the Korean Society of Crop Science Conference
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2017.06a
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pp.194-194
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2017
Camelina (Camelina sativa L.) is a potential bio-energy crop that has short life cycle about 90 days and contains high amount of unsaturated fatty acid which is adequate to bio-diesel production. Enhancing environmental stress tolerance is a main issue to increase not only crop productivity but also big mass production. CsRCI2s (Rare Cold Inducible 2) are cold and salt stress related protein that localized at plasma membrane (PM) and assume to be membrane potential regulation factor. These proteins can be divide into C-terminal tail (CsRCI2D/E/F/G) or no-tail group (CsRCI2A/B/C/H). However, function of CsRCI2s are less understood. In this study, physiological responses and functional characterization of CsRCI2s of Camelina under salt stress were analyzed. Full-length CsRCI2s (A/B/E/F) and CsPIP2;1 sequences were confirmed from Camelina genome browser. Physiological investigations were carried out using one- or four-week-old Camelina under NaCl stress with dose and time dependent manner. Transcriptional changes of CsRCI2A/B/E/F and CsPIP2;1 were determined using qRT-PCR in one-week-old Camelina seedlings treated with NaCl. Translational changes of CsRCI2E and CsPIP2;1 were confirmed with western-blot using the antibodies. Water transport activity and membrane potential measurement were observed by cRNA injected Xenopus laevis oocyte. As results, root growth rate and physiological parameters such as stomatal conductance, chlorophyll fluorescence, and electrolyte leakage showed significant inhibition in 100 and 150 mM NaCl. Transcriptional level of CsPIP2;1 did not changed but CsRCI2s were significantly increased by NaCl concentration, however, no-tail type CsRCI2A and CsRCI2B increased earlier than tail type CsRCI2E and CsRCI2F. Translational changes of CsPIP2;1 was constitutively maintained under NaCl stress. But, accumulation of CsRCI2E significantly increased by NaCl stress. CsPIP2;1 and CsRCI2A/B/E/F co-expressed Xenopus laevis oocyte showed decreased water transport activity as 61.84, 60.30, 62.91 and 76.51 % at CsRCI2A, CsRCI2B, CsRCI2E and CsRCI2F co-expression when compare with single expression of CsPIP2;1, respectively. Moreover, oocyte membrane potential was significantly hyperpolarized by co-expression of CsRCI2s. However, higher hyperpolarized level was observed in tail-type CsRCI2E and CsRCI2F than others, especially, CsRCI2E showed highest level. It means transport of $Na^+$ ion into cell is negatively regulated by expression of CsRCI2s, and, function of C-terminal tail is might be related with $Na^+$ ion influx. In conclusion, accumulation of NaCl-induced CsRCI2 proteins are related with $Na^+$ ion exclusion and prevent water loss by CsPIP2;1 under NaCl stress.
Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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v.17
no.3
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pp.254-260
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2015
Changes of the growth, quality and physiological response of Chinese cabbage cv 'Chunkwang' in response to five different temperature treatments based on climate change scenario were investigated during the growing season. The treatments consisted of normal year temperature $-2.0^{\circ}C$ (I), normal year temperature (II; Control group), normal year temperature $+2.0^{\circ}C$ (III), normal year temperature $+4.0^{\circ}C$ (IV), and normal year temperature $+6.0^{\circ}C$ (V). Regarding fresh weight, number of leaves, and leaf area were high in group IV, and V before the head formation stage, but it has decreased during the later growth period. Rate of frangibleness sympton was the highest in group V as 85.7%, and it was decreased in group IV (64.3%), group III (28.6%), group II (14.3%), and group I (7.1%). Regarding photosynthetic rate, group III, IV, and V showed relatively high photosynthetic rate at 20 DAP but it was reduced dramatically during the later growth period. Transpiration and stomatal conductance showed the similar trend with the photosynthetic rate. When comparing the chlorophyll fluorescence reaction of each treatment group at 50 DAP, Fv/Fm in group I was highest as 8.04 among all treatment groups and the lowest in group IV as 7.15.
This study aimed to evaluate the effect of height suppression of cucumber and tomato plug seedlings as affected by mechanical stimulus using brushing as environment-friendly method. Cucumber (Cucumis sativus L. 'Joeunbaekdadagi') and tomato (Solanum lycopersicum L. 'Mini Chal') seeds were sown in 40-cell plug trays ($54{\times}27.5{\times}5cm$) filled with growing medium on Oct. 9, 2017. The cultivation environment in a venlo-type glasshouse was maintained as cultivation temperature range of $15-25^{\circ}C$ and the relative humidity of $50{\pm}10%$. Nontreatment and diniconazole ($7.5mg{\cdot}L^{-1}$) application at 15 days after sowing were used as the control. In addition, brushing treatments in cucumber and tomato were applied interval of 2, 4 or 6 hrs for 15 and 20 days, respectively. Plant height, hypocotyl length, and internode length were inhibited for cucumber and tomato in the diniconazole treatment than in the control. The leaf size was reduced, both cucumber and tomato, while the SPAD increased under the diniconazole treatment. However, stem diameter of cucumber was the thickest in the 2 hrs brushing interval treatment. Fresh weights of shoot and root were the significantly lowest in the diniconazole treatment. Application of brushing improved seedlings quality by promoting dry weights of shoot and root, and compactness of tomato seedlings. The chlorophyll fluorescence of tomato seedlings drastically decreased with 2 hrs treatment, indicating that mechanical stress by brushing treatment. The relative growth rate of tomato seedlings was significantly lower in the diniconazole treatment, but cucumber seedlings were not significantly different in all treatments. As a results, height suppression of cucumber and tomato seedlings was best achievement in the diniconazole treatment by the chemical as growth regulator. In an environment-friendly point of view, however, it is considered that 2 hrs brushing interval treatment can be the applicability for replacing the chemical methods in plug seedling growth of cucumber and tomato.
This study aimed to determine the photosynthesis and growth characteristics of Peucedanum japonicum T. grown under aquaponics in a plant factory (AP) by comparing those grown under hydroponic cultivation system (HP). The AP system raised 30 fishes at a density of 10.6 kg·m-3 in a 367.5 L tank, and at HP, nutrient solution was controlled with EC 1.3 dS·m-1 and pH 6.5. The pH level ranged from 4.0 to 7.1 for the AP system and 4.0 to 7.4 for the HP system. The pH level in the AP began to decrease with an increase in nitrate nitrogen (NO3-N) and lasted bellower than pH 5.5 for 15-67 DAT. It was found that ammonium nitrogen (NH4-N) continued to increase even under low pH conditions. EC was maintained at 1.3 to 1.5 dS·m-1 in both systems. The concentration of major mineral elements in the fish tank was higher than that of the hydroponics, except for K and Mg. There was no significant difference in the photosynthesis characteristics, but the PIABS parameters were 30.4% lower in the AP compared to the HP at the 34DAT and 12.0% lower at the 74DAT. There was no significant difference in the growth characteristics, but the petiole length was 56% longer in the leaf grown under the AP system. While there was no significant difference in the fresh and dry weights of leaf and root, the leaf area ratio was 36.43% higher in the AP system. All the integrated results suggest that aquaponics is a highly-sustainable farming to safely produce food by recycling agricultural by-products, and to produce Peucedanum japonicum as much as hydroponics under a proper fish density and pH level.
The purpose of this study was to describe the photosynthetic features of Prunus maximowiczii and Prunus serrulate Lindl. var. pubescens (Makino) Nakai in response to drought stress. Specifically, we studied the effects of drought on photosynthetic ability and photosystem II activity. Drought stress (DS) was induced by cutting the water supply for 30 days. DS decreased the moisture contents in the soil, and between the 10th and 12th days of DS, both species had 10% or less of x., After the 15th day of DS, it was less than 5%, which is a condition for disease to start. We observed a remarkable decrease of maximum photosynthesis rate starting from 10th day of DS; the light compensation point was also remarkable. Dark respiration and net apparent quantum yield decreased significantly on the 15th day of DS, and then increased on the 20th day. In addition, the stomatal transpiration rate of P. maximowiczii decreased significantly on the15th day of DS, and then increased on the 20th day. Water use efficiency increased on the 15th day of DS, and then decreased on the 20th day. The stomatal transpiration rate of P. serrulate decreased significantly on the 20th day of DS, and then increased afterward, while its water use efficiency increased on the 20th day of DS, and then decreased afterward. These results indicate that the closure of stoma prevented water loss, resulting in a temporary increase of water use efficiency. Chlorophyll fluorescence analysis detected remarkable decreases in the functional index (PIABS) and energy transfer efficiency in P. maximowiczii after the 15th day of DS. Meanwhile, photosystem II activity decreased in P. serrulate after 20 days of DS. In addition, Ts-Ta, PIABS, DIO/RC, ETO/RC followed similar trends as those of the soil moisture content and photosynthetic properties, indicating that they can be used as useful variables in predicting DS in trees.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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