The present study was performed to compare the morpho-physiological characteristics of the tetraploid and diploid varieties of Platycodon grandiflorum and to obtain basic data for cultivating a tetraploid variety with high yield and content of functional substances. The plant height of the tetraploid variety (54.0 cm) was slightly higher than that of the diploid variety. The leaf length and width of the tetraploid variety were 10.2 cm and 7.3 cm, respectively. The results obtained from the present study revealed that the form of the leaf changed from lanceolate to ovate, and the chlorophyll content in the tetraploid variety (16.7) was slightly higher than that in the diploid variety. The photosynthetic rate significantly increased (24%) to $13.4{\mu}mol\;CO_2{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ in the tetraploid variety from that of the diploid variety. The pollen viability of the tetraploid variety was decreased by approximately 33% with respect to that of the diploid variety, but this did not have a significant adverse effect on seed production. The fresh weight of tetraploid P. grandiflorum was 49.4 g, which was approximately 44% higher than that of the diploid variety.
피음처리에 의한 고려엉겅퀴와 누룩치의 광합성 및 생장특성을 조사하기 위하여, 차광막을 이용하여 전광처리구(0%), 약피음처리구(45~55%), 중간피음처리구(65~75%), 강피음처리구(88~92%) 설치하고 엽록소함량, 엽록소 형광반응, 광합성 반응 등을 조사하였다. 고려엉겅퀴와 누룩치 모두 피음처리 수준에 따라 엽록소 함량과 엽록소형광반응, 순양자효율 등이 증가하여 빛의 흡수와 광합성 반응에 대한 효율을 높이는 내음성 적응 반응을 나타냈으며, 엽면적 SLA 역시 증가하여 부족한 광환경에서 수광량을 늘리기 위해 엽면적은 늘어나고, 엽두께는 얇아지는 형태적인 변화가 나타났다. 특히 전광처리구에서 총 엽록소 함량, 엽록소 형광반응, 순양자효율, 기공전도도 및 기공증산속도가 비교적 낮았으며, 이는 강한 광으로 광저해 현상이 일어나 광합성 능력이 저하되는 것으로 볼 수 있다. 고려엉겅퀴의 강피음 처리구는 엽록소 함량도 높으며, 엽면적이 늘어나고 엽두께는 얇아져 광을 수집하기 위한 형태적인 변화도 나타나고 있으나 광선요구도보다 적은 광 환경에서 계속 생장함으로서 엽육내 $CO_2$를 효율적으로 소비하지 못하고, 수분이용효율 역시 감소되어 광합성 능력을 점점 상실해 가는 것으로 생각된다. 또한 고려엉겅퀴는 약광처리구(전광의 45~55%)에서최대광합성속도와 순양자효율이 가장 높고, 기공개폐 반응과 광화학반응 효율이 비교적 높았으며, 누룩치는 처리구간의 차이는 크지 않지만, 중간피음처리구에서 최대광합성속도, 순양자수율, 기공개폐반응 및광화학효율이 가장 높은 것으로 나타났다. 따라서 적절한 피음처리를 통해 건전한 생육을 유도하기 위해서는 고려엉겅퀴의 경우 전광을 약 45~55% 차단하고, 누룩치는 약 65~75% 차단시킨 광환경이 효과적이라 생각된다.
대기중의 $CO_2$ 농도 증가에 따른 벼의 생육단계별 생육 및 광합성 관련 반응을 관찰한 결과는 다음과 같았다. 1. 벼 유묘기에는 $CO_2$ 농도가 증가하고 처리기간이 길어질수록 일품벼, 추청벼, 화성벼 모두 초장, 경수, 엽면적이 증가하였고 처리 후 18일경에는 대비구에 비해 500ppm, 700ppm에서 건물중 $35\~47\%$ 증가하는 경향이었다(3품종 평균). 2. 벼 유모기의 광합성율은 높은 $CO_2$>농도에서는 증가되었으나 처리기간이 길어져서 생육이 진전될수록 약간 감소하는 경향이었다. 3. 유수형성기 및 출수기에는 $CO_2$농도가 증가함에 따라 초장, 건물 중은 증가되었으나 SPAD값과 광합성속도, 기공전도도, 증산율 등은 처리기간이 길어질수록 감소하였다. 4. 출수 직전부터 55일간 처리한 벼의 수량은 대비구에 비해 500ppm, 700ppm 처리구에서 세 품종 모두 큰 차이가 없었다. 5. $CO_2$농도에 따른 광합성 속도 및 증산량은 농도가 높아지고 광합성속도가 빨라질수록 증산량은 낮아져 수분 이용 효율이 높은 것으로 나타났다.
본 연구는 SCDS(specific color difference sensor)를 이용하여 토마토의 비파괴적인 질소 영양 진단 방법을 확립하기 위하여 질소 농도를 0, 10, 50, 100, 150, 200, 300, 600ppm으로 조절하여 NFT방식으로 실험을 수행하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 배양액 내의 질소 농도가 0ppm에서 150ppm으로 높아짐에 따라 토마토 잎의 기공 저항은 급격히 줄어든 반면 기공 확산 속도는 증가하였다. 한편, 질소 농도가 높아짐에 따라 광합성 속도도 증가하였지만 100ppm에서 부터 600ppm까지는 큰 차이를 보이지 않았다. 토마토 잎의 SCDS값이 높아짐에 따라 광합성 속도는 직선적으로 증가하였으며 평균 과중과 상품 수량은 2차 곡선모양으로 증가하는 경향을 보였다. 엽내 질소 함량이 3% 정도될 때까지 광합성 속도는 크게 증가하였지만 3.3-3.5% 수준부터 광합성은 포화상태를 나타냈다. 토마토 잎의 SCDS값과 엽내 질소 함량 간에는 고도로 유의한 정의 상관을 보였다. 토마토의 생리적 활성, 생육 및 상품 수량을 고려해 볼 때, 엽내 질소 함량의 적정 범위는 3.0-3.8%인 것으로 나타났다. 이 범위에 해당되는 SCDS값은 40.4-52.2였다.
High soil salinity is the most severe threat to global rice production as it causes a significant decline in rice yield. Here, we investigated the effects of various plant extracts on rice plant stress associated with high salinity. Additionally, we examined various physiological and biochemical parameters such as growth, photosynthetic activity, chlorophyll content, and lipid peroxidation - in rice plants after treatment with selected plant extracts under salt stress conditions. Of the 11 extracts tested, four - soybean leaf, soybean stem, moringa (Moringa oleifera), and Undaria pinnatifida extracts - were found to effectively reduce salt stress. A reduction of only 3-23% in shoot fresh weight was observed in rice plants under salt stress that were treated with these extracts, compared to the 43% reduction observed in plants that were exposed to stress but not given plant extract treatments (control plants). The effectiveness varied with the concentration of the plant extracts. Water content was higher in rice plants treated with the extracts than in the control plants after 6 d of salt stress, but not after 4 d of salt stress. Although photosynthetic efficiency (Fv/Fm), electron transport rate (ETR), and the content of pigments (chlorophyll and carotenoid) varied based on the types and levels of stress and the extracts that the rice plants were treated with, generally, photosynthetic efficiency and pigment content were higher in the treated rice compared to control plants. Reactive oxygen species (ROS), such as superoxide radicals, hydrogen peroxide (H2O2), and malondialdehyde (MDA), increased as the duration of stress increased. ROS and MDA levels were lower in the treated rice than in the control plants. Proline and soluble sugar accumulation also increased with the duration of the stress period. However, proline and soluble sugar accumulation were lower in the treated rice than in the control plants. Generally, the values of all the parameters investigated in this study were similar, regardless of the plant extract used to treat the rice plants. Thus, the extracts found to be effective can be used to alleviate the adverse effects of stress on rice crops associated with high-salinity soils.
본 실험은 담배의 염스트레스에 대한 생장특성 및 생리적반응을 구명하기 위하여 NaCl을 농도별로 처리하여 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. NaCl농도가 높아질수록 생장은 크게 억제되었으며, 90mM의 지상부/지하부율이 약 2.0이하에서 생육형질이 크게 감소하여 생리적인 제한농도로 나타났다. 광합성량, 증산량 및 수분이용효율은 NaCl농도가 높아질수록 감소하였으며, 광합성량은 60mM에서 대조구의 50%의 감소로 염해에 민감하게 반응하였으며, 증산량과 수분이용효율은 처리농도간에 큰 차이는 없었다. 잎수분포텐셀은 염농도의 증가에 따라 낮아졌으며 30mM에서 대조구의 2배로 낮아졌으며 처리농도간에는 120mM에서 크게 감소하였다. Proline함량은 NaCl농도가 높아짐에 따라 120mM가지는 일정하게 증가하다가 150mM에서 감소하였다. NaCl농도에 따라 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $K^+$의 함량은 90mM까지는 증가하였고, 120mM이상에서는 감소하였다. $K^+$은 염농도의 증가에 따라 완만히 증가하다가 150mM이상에서 급격히 증가하였다. $Cl^-$은 염농도의 증가에 따라 30mM의 일시적 증가외는 처리간의 차이는 없이 감소하는 경향이었다. $K^+/Na^+$율은 염농도가 높아질수록 감소하였으며 90mM의 1.0이하에서 세포내의 항상성이 유지되는 농도로 나타났다. $K^+$와 $Na^+$함량과는 부의 상관을, $K^+/Na^+$율과 단백질함량과는 정의 상관을 나타냈다.
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.
'홍로'/M.9 세장방추형 수형에서 수관위치에 따른 광환경과 잎과 과실의 특성을 구명하기 위하여 수관을 상부와 하부, 그리고 내부와 외부로 나누어 조사하였다. 수관상단의 외부가 투광량이 가장 높았고, 광합성속도는 수관하단의 내부보다 약 4.5배 높게 나타났다. 잎의 생장은 수관 내부 잎이 외부 잎보다 더 넓고 얇았으며, 잎의 책상조직 첫번째 층의 두께는 수관외부($110.3{\mu}m$)가 수관내부($68.5{\mu}m$)보다 두꺼웠다. 과중, 가용성 고형물 함량 및 착색도는 투광률이 높은 수관외부의 과실이 내부보다 높았다. 과실의 가용성 유리당 함량은 수관외부 과실이 내부보다 높았다. 수관내부의 과실은 숙기가 지연되었다. 과피는 수관내부 과실에서 더 두꺼웠고 왁스층의 발달도 많게 나타났다. 따라서 본 연구결과는 수관내부의 광환경을 개선하기 위한 노력과 수관 부위별로 숙기에 따른 분할 수확이 필요함을 제시하였다.
본 연구는 실내에 많이 사용되는 목본식물인 산호수(Ardisia pusilla), 클루시아(Clusia rosea), 팔손이(Fatsia japonica), 인도고무나무(Ficus elastica)를 대상으로 관수주기에 따른 식물생육 상태를 측정하여 향후 실내 환경개선에 도움이 되는 조경식물의 적절한 관수주기를 구명하고자 수행하였다. 목본식물 4종을 10cm 포트에 식재하여, 관수주기를 2회/1주, 1회/1주, 1회/2주의 3수준으로 하여 120일 동안 처리한 후, 초고, 생체중, 건조중, SPAD, 엽색, 엽수분포텐셜, 엽록소 형광(Fv/Fm), 광합성율을 측정하였다. 실험기간 동안 평균 토양수분함량은 2회/1주 $48.8{\pm}2.1%$, 1회/1주 $25.2{\pm}4.4%$, 1회/2주 $10.3{\pm}2.4%$ 순으로 나타났다. 2회/1주 관수 시 산호수는 엽수분포텐셜이 높게 나타났고, Fv/Fm이 0.731로 나타나 과습에 대한 스트레스를 보였다. 1회/2주 관수 시 산호수, 팔손이, 인도고무나무의 광합성율은 유의성이 없어 클루시아에 비해 건조에 민감한 것으로 나타났다. 1회/1주 관수하여 평균 토양수분함량이 25%일 때 본 실험에 사용된 4종 목본식물 모두 실내 생육이 원활한 것으로 나타나 실내조경용으로 이용성이 높을 것으로 판단된다.
품종간 엽중수분변화에 대한 광합성과 호흡에 미치는 영향을 밝히기 위하여 온실에서 자란 잎담배 5품종의 엽중수분함량을 변화시켜서 광일광합성속도, 호흡속도, 기공저항 및 엽육저항을 각각 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 품종간 광합성속도는 N. longiflora가 20.7mg $CO_2$/dm$^2$/hr로 제일 컸고 Burley종이 제일 적었다. 2. 광합성속도와 단위엽면적당 건물중과는 정의 상관을 보였다. 3. 안동엽은 WSD 53%에서 광합성속도가 50%정도 감소되었으나 Burley 21은 외관상으로 위조상태 이전인 WSD 43%에서 광합성능력을 상실하여 재배품종은 N. longiflora와 안동엽보다 수분결핍에 의해 광합성 작용이 크게 억제되었다. 4. 품종간 호흡속도의 변화는 수분결핍 초기에 약간 증가하다가 광합성속도와 같은 경향으로 감소하였다. 5. 수분결핍에 따라 기공저항과 엽육저항은 증가되었으며 수분결핍에 의한 광합성속도의 감소는 주로 기공이 닫혀지기 때문으로 본다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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