• Journal of Photoscience
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• 제8권3_4호
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• pp.105-112
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• 2001

Susceptibility to low temperature photoinhibition in photosynthetic apparatus was compared among three cucumber cultivars, Gahachungjang (GH), Banbaekjijeo (BB) and Gaeryangsymji (GR). By chilling in the light for 6 h, a sustained decrease in the potential quantum yield (Fv/Fm) and the oxidizable P700 contents was observed, and the decrease was less in GH than in BB and GR. Although the difference was small, some $\Phi_{PSII}$ remained in GH after light-chilling for 6 h indicating that a few electrons can flow around photosystem II(PSII). As a consequence, the primary electron acceptor of PSII, $Q_{A}$, was reduced slowly and was not fully reduced after light-chilling for 6 h in GH. Although the amplitude was small, the development of NPQ was also faster in GH, indicating a higher capacity for non-photochemical energy dissipation. The relative fraction of a fast relaxing component of NPQ (qf) was higher in GH. After light-chilling for 5 h, the values of qf in BB and GR became much smaller than that in GH, indicating BB and GR suffered more significant uncoupling of ATPase and/or irreversible damages in PSII. When fluorescence induction transients were recorded after chilling, significant differences in quenching coefficients (qQ and qN) were observed among the three cultivars.

• 한국물환경학회지
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• 제26권1호
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• pp.19-27
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• 2010

Submerged plants whose most of vegetative mass are below the water surface can have great effects on wetland biogeochemistry and water purification through their photosynthesis and nutrient uptake processes. In this study, change of dissolved oxygen concentration and pH as well as nutrient removal capacity of the submerged plant dominant wetland were investigated using wetland mesocosm experiments. Obvious periodic DO and pH fluctuation was observed due to photosynthetic activities of the submerged plants. It implies that the submerged plants can provide periodic or sequential changes of oxic and anoxic conditions that affect nitrification and denitrification processes and contribute permanent nitrogen removal in the wetland system. The pH changes in the wetland mesocosm suggested that submerged plant could also play an important role as a temporary $CO_2$ storage. Higher nutrient removal efficiency was observed in the submerged plant dominant wetland mesocosm. The removal efficiencies under experimental conditions were 38.89, 84.70, 91.21, 70.76, 75.30% of TN, DIN, $NH_4-N$, TP, $PO_4-P$ in the wetland mesocosm, while those were 26.11, 57.34, 63.87, 28.19, 55.15% in the control treatment, respectively.

• ALGAE
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• 제24권2호
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• pp.93-104
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• 2009

Imaging-PAM fluorometry was used to assess the chlorophyll a fluorescence parameter ${\Phi}_{PSII}$ (effective quantum yield) in Frcus vesiculosus. F. disttchus. ssp. distichus and AscophyIIum nodosum. The objective was to show variadon in fluorescence yield associated with age and frond organ, and to illustrate the spatial scales at which photosynthetic parameters vary on fucoid thalli. In addition, our species represented taxa in different but related genera, species with different ecoloeies (rock pool and non rock pool species), morphologies (with and without air bladders) and longevities (several to 20 or more years). A further objective was to determine the extent to which photosynthetic parameters reflected these differences- Effective quantum yield declined substantially with age in F. vesiculosus and F. distichus ssp. distichus, whereas ${\Phi}_{PSII}$ in A. nodosum was maximal after three years. In A. nodosum ${\Phi}_{PSII}$ was still high in branch segments at least seven years old. Older branches of A. nodosum showed relatively higher and more homogeneous photosynthetic capacity relative to Fucus species. Surfaces of air bladders in A. nodosum and F. vesicu- losus had ${\Phi}_{PSII}$ that was not significantly different from the highest rates, achieved in these species. The heterogene- ity of photosynthetic efficiency is consistent with morphological and developmental differences among the species and their ecology. in particular the longevity of A. nodosum fronds.

• 원예과학기술지
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• 제28권5호
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• pp.864-870
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• 2010

본 연구는 실내 관엽식물들의 실내 이산화탄소 제거능을 규명하기 위해서 수행되었다. 본 실험에서는 5종의 관엽식물인 헤데라($Hedera$ $helix$ L.), 벤자민 고무나무($Ficus$ $benjamina$ L.), 파키라($Pachira$ $aquatica$), 테이블 야자($Chamaedorea$ $elegans$), 인도 고무나무($Ficus$ $elastica$)를 사용하였다. 피트모스 배지와 하이드로볼 배지에 이식된 식물을 각각 밀폐 동화상에 넣고, 이산화탄소 500ppm 또는 1,000ppm을 주입하고, 광도는 50과 $200{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 두 수준으로 하여, 주간과 야간의 이산화탄소 변화량을 1시간 동안 측정하였다. 또한, 측정된 이산화탄소의 변화량을 광합성 속도(${\mu}molCO_2{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$)로 산출하였다. 주간에 모든 품종의 식물들이 밀폐 동화상 안의 이산화탄소를 흡수하였다. 파키라($Pachira$ $aquatica$)와 인도 고무나무($Ficus$ $elastica$)가 이산화탄소 제거에 효과적이었다. 초기 주입된 이산화탄소 농도가 500ppm일 때보다 1000ppm일때, 광도가 $50{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$일 때보다 $200{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$일 때 이산화탄소 흡수량이 크며, 광합성률이 높은 것으로 나타났다. 식물별로 광합성률을 비교해 보면, 파키라($Pachira$ $aquatica$), 헤데라($Hedera$ $helix$ L.), 인도 고무나무($Ficus$ $elastica$)와 같이 엽면적이 넓은 식물들이 상대적으로 엽면적이 작은 테이블 야자($Chamaedorea$ $elegans$)와 벤자민 고무나무($Ficus$ $benjamina$ L.)와 같은 식물들보다 높은 광합성률을 나타내었다. 또한 모든 품종에서 주간에 흡수된 이산화탄소량에 비해 야간에 식물의 호흡에 의해서 방출되는 이산화탄소량은 매우 적은 것으로 나타났다. 한편, 배지 종류에 따라 이산화탄소 흡수량과 광합성률에서 차이는 크게 나타나지 않았다. 결론적으로, 이 실험을 통해서 관엽식물을 이용하여 실내 오염물질인 이산화탄소를 제거할 수 있으며, 주간에 식물이 광합성 잘 할 수 있는 환경을 조성해 주거나, 부피가 크고 실내와 같은 저광 조건에서 활발한 광합성이 가능한 식물을 선택함으로써 이산화탄소 제거를 극대화시킬 수 있을 것이다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2002년도 심포지엄
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• pp.29-30
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• 2002

The goal of this research was to develop the effectiveness of in vitro culture method for A. formosanus and study the environment in vitro conditions affecting on growth. The first series of experiments were examined to investigate the response of three different basal media, MS (Murashige and Skoog, 1962), Knudson (KC; Knudson, 1946) and modified hyponex on growth and multiplication during in vitro culture. Multiple shoot proliferation was induced in shoot tip explants on Hyponex (H3) media supplemented with BA (1 mg1$\^$-1/) or TDZ (1-2 mg1$\^$-1/). Addition of activated charcoal (1%) to the TDZ containing medium promoted rapid shoot tip proliferation (11.1 shoots per explant) but the same medium had an opposite effect resulting in poor proliferation in the nodal explants. However, the regenerated shoots had slow growth rate and failed to elongate. This problem was overcome by transferring the shoot clumps to a hormone free H3 media supplemented with 2% sucrose and 0.5% activated charcoal. Using bioreactor culture for scaling up was also shown the best way for multiple shoot induction and growth of this plant. The second series of experiments was studied to investigate the effect of physical environment factors on growth of in vitro plantlets. The Anoectochilus formosanus plantlets were cultured under different air exchange rate (0.1, 0.9, 1.2h$\^$-1/), without sucrose or supplement 20g.1$\^$-1/ (photoautotrophic or photomixotrophic, respectively), and different photosynthesis photon flux (40, 80, 120 ,${\mu}$mol.m$^2$.s$\^$-1/- PPF). Under non-enrichment CO$_2$ treatment, slow growth was observed in photoautotrophical condition as compared with photomixotrophical condition on shoot height, fresh weigh and dry weight parameters; High air exchange (1.2.h-l) was found to be inadequate for plant growth in photomixotrophical condition. On the contrary, under CO$_2$, enrichment treatment, the plant growth parameters were sharply (visibly) improved on photoautotrophic treatments, especially on the treatment with air exchange rate of 0.9.h-1. The growth of plant in photoautotrophic condition was not inferior compared with photomixotrophic, and the best growth of plantlet was observed in treatment with low air exchange rate (0.9.h-1). Raising the PPF level from 80 to 120${\mu}$mol.m$\^$-2/.s$\^$-1/ decreased the plant height, particularly at 120${\mu}$mol.m$\^$-2/.s$\^$-1/ in photoautotrophic condition, fresh weight and dry weight declined noticeably. At the PPF of 120${\mu}$mol.m$\^$-2/,s$\^$-1/, chlorophyll contents lowed compared to those grown under low PPF but time courses of net photosynthesis rate was decreased noticeably. Light quality mainly affected morphological variables, changes of light quality also positively affected biomass production via changes in leaf area, stem elongation, chlorophyll content. Plant biomass was reduced when A. formosanus were grown under red LEDs in the absence of blue wavelengths compare to plants grown under supplemental blue light or under fluorescent light. Stem elongation was observed under red and blue light in the present experiment. Smaller leaf area has found under blue light than with other lighting treatments. Chlorophyll degradation was more pronounced in red and blue light compared with white light or red plus blue light which consequent affected the photosynthetic capacity of the plant. The third series of experiment were studied to investigate the effect of physical environment factors on growth of ex vitro plants including photosynthesis photon flux (PPF), light quality, growing substrates, electrical conductivity (EC) and humidity conditions. In the present experiments, response of plant on PPF and light quality was similar in vitro plants under photosynthesis photon flux 40${\mu}$mol.m,$\^$-2/.s$\^$-1/ and white light or blue plus red lights were the best growth. Substrates testing results were indicated cocopeat or peat moss were good substrates for A. formosanus growth under the greenhouse conditions. In case of A. formosanus plants, EC is generally maintained in the range 0.7 to 1.5 dS.m-1 was shown best results in growth of this plant. Keeping high humidity over 70% under low radiation enhanced growth rate and mass production.

• 농업생명과학연구
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• 제44권5호
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• pp.23-27
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• 2010

초장은 절화국의 외적 품질을 결정하는 매우 중요한 요소이다. 본 실험은 단일처리 후 광량의 차이에 따른 절화국화 광합성 효율과 줄기 신장에 미치는 영향을 알아보기 위하여 growth chamber내에서 수행되었다. 정식 7일 후 단일처리 (day/night, 11/13h)를 개시하였으며 이때 광량은 LEDs array (blue+red)를 이용하여 60, 100, 140, 그리고 $180mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$로 각각 유지하였다. 본 실험의 결과, 광도의 증가에 따른 순 광합성률은 꾸준히 증가하는 직선 회귀의 상관관계가 있었다. 광도의 차이가 꽃눈 분화의 시기에는 영향을 미치지 않았다. 초장, 엽면적, 그리고 건물중 등의 생육은 광도의 증가에 따라 증가 하였으나 140과 $180mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$에서는 처리 간 차이가 나타나지 않았다. 이상의 결과에서 LEDs array를 이용한 $140mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$이상의 광도는 절화국의 줄기 신장에 효과가 없는 것으로 판단되었으며 광도의 증가에 따른 순 광합성률의 증가가 생육의 증가와 일치하지는 않음을 알 수 있었다.

• 한국산림과학회지
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• 제100권2호
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• pp.305-313
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• 2011

시비는 시설양묘과정에서 반드시 실시되어야 하지만, 토양 및 계류수 오염의 문제를 야기할 수 있다. 이에 따라 본 연구에서는 시설양묘과정에서 시비량 조절에 따른 친환경적 경제적 시비방법 구명을 위해 Constant rate, Three stage rate 및 Exponential rate 등의 3 가지 시비 처리를 실시하였으며, 시비 처리에 따른 생장 특성 및 광합성, 엽록소 형광반응, 엽록소 함량 등을 조사 분석하였다. 그 결과, 근원경, 간장 및 물질생산량은 Constant 처리에서 가장 우수하였다. 묘목품질지수 또한 같은 경향을 보였지만, 유의적 차이는 나타나지 않았다. Exponential 처리구에서도 50%의 시비량으로 규격묘 생산이 가능했다. 광합성 능력은 세 처리구 모두 우수하였으며, 광화학 효율과 엽록소 함량은 Exponential 처리구에서 유의적으로 가장 낮게 나타났다. Exponential 시비 방법으로 생리 및 생장에 문제없는 규격묘를 생산할 수 있었다. 즉, 최소 비용의 최대 생장 효과와 함께 친환경적 시비 방법이라 할 수 있다.

• 한국농림기상학회지
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• 제23권2호
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• pp.100-107
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• 2021

영농형 태양광은 동일 토지면적에서 태양광 패널에 의한 발전과 작물 경작을 융합한 시스템이다. 광 에너지가 부족한 영농형 태양광 하부에서 작물의 수확량이 감소하는 것은 필연적이나, 이를 관장하는 패널 하부에서 생육한 작물의 광합성 반응에 대해서는 국내외적으로 거의 알려진 바가 없다. 본 연구는 고정형 영농형 태양광 시설 하부에서 재배된 작물 잎에 흡수된 광에너지가 광합성 반응 중심에 전달되고 열로 방출되는 효율을 엽록소 형광 관측을 통해 조사하였다. 패널 하부와 노지의 콩과 벼는 ETR에서 큰 차이가 없는 것으로 보아 광인산화 효율보다는 잎이 흡수한 광 에너지에 따라 CO₂ 고정량이 결정되는 것으로 보인다. 또한, 패널 하부의 콩과 벼는 노지보다 NPQ가 더 높은 것으로 보아 활성화된 광보호기작이 광인산화로의 에너지 분배에 부정적 역할을 할 수 있을 것으로 보인다. 향후 영농형 태양광에서의 작물 생산량과 광합성의 관계를 이해하기 위해 보다 다양한 기후 및 재배조건에서의 광합성 반응을 조사할 필요가 있겠다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권4호
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• pp.311-318
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• 2022

살리실산은 식물의 생장 및 발달, 항산화 방어기작, 광합성 작용 그리고 생물적 및 비생물적 스트레스 조건에서 다양한 생리적 기능을 조절하는 물질로 알려져 있다. 본 연구에서는 고온·건조 스트레스 조건에서 살리실산 경엽처리가 고추의 생육, 광합성 특성 및 항산화효소 활성에 미치는 영향을 구명하고자 하였다. 광합성 특성 측정결과 광합성 속도, 기공전도도 및 증산 속도가 증가하였고, 3회차 처리에서 가장 높았다. 세포내 MDA와 H₂O₂ 함량은 살리실산 3회차 처리에서 현저하게 감소하는 경향을 보였다. APX, CAT, POD 및 SOD 활성이 현저하게 증가하였으며, 무처리 대비 최대 247, 318, 55 및 54% 증가하였다. 고추의 생육 특성은 무처리구와 유의한 차이를 보이지 않았으나, 상품 수량은 15% 정도 증가하였다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때, 살리실산의 경엽처리는 고추의 광합성 특성과 항산화효소 활성을 증진시켜 고온·건조 스트레스에 의한 피해 경감에 긍정적 효과를 유발함을 확인하였다.

• 환경생물
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• 제22권
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• pp.54-62
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• 2004

본 연구는 해양 식물플랑크톤에 대한 지속성 유기오염물질의 영향을 이해하기 위한 목적으로, 우리나라 연안역에서 연간 우점적으로 나타나는 식물플랑크톤 주요 5종 즉, 규조류 Skeletonema costatun, 침편모조류 Heterosigma akashiwo, 와편모조류 Prorocentrum dentatum, P. minimum, Akashiwo sanguinea를 이용하여 benzo〔a〕pyrene(PAHs)에 72시간동안 노출시킨 다음 각 종의 성장 및 저해, 회복능력 등을 조사하였고, benzo〔a〕pyrene의 농도 0.1, 1, 5, 10 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$에 H. akashiwo (Raphidophyceae)를 노출시켜 시간에 따른 광합성률의 변화를 측정하였다. Benzo〔a〕pyrene에 72시간 노출시킨 후 S. costatum, P. minimum, P. dentatum의 세포수는 1∼10 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$의 농도사이에서 급격한 감소를 보였고, A. sunguinea, H. akashiwo는 0.1∼1 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$의 낮은 농도범위에서 지수함수적인 감소를 나타냈다. 성장저해 농도 ($IC_{50}$/) 는 A. sanguinea가 0.10 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$로 가장 낮았고, H. akashiwo (0.74 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$) S. costatum (1.68 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$), P. dentatum (2.14 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$), P. minimum (6.20 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$)의 순서로 성장저해농도가 높게 나타났다. Benzota〔a〕pyrene 1 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$ 이하의 농도에 노출되었던 세포들은 5종 모두 시간이 경과함에 따라 회복하는 경향을 나타냈으나 10 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$이상의 농도에 노출시에는 P. minimun을 제외하고는 회복되지 않았다. 이러한 결과들은 조사된 5종 중에서 유각 와편모류 P. minimum이 benzo〔a〕pyrene에 가장 내성이 강하며, 무각 와편모류 A. sanguinea가 가장 약함을 의미한다. Benzo〔a〕pyrene 0.1, 1, 5, 10 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$ 농도에 Heterosigma akashiwo를 노출시킨 다음 성장에 따른 단위세포 당 광합성률은 0.1, $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$의 benzo〔a〕pyrene에 노출시킨 세포의 경우 지수성장기에 단위세포 당 탄소동화율(dpm cells$^{-1}$)이 가장 높은 수치를 나타내었고 안정기에 들어가 면서 점차 감소하여 대조군과 유사한 양상을 나타내었으나, 전체적으로 대조군보다 높은 수치를 나타내었다. 반면에 5, 10 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$의 농도에 노출된 세포는 초기에 매우 낮은 탄소동화율을 보였으며, 5 $\mu\textrm{g}$ L$^{-1}$의 농도에 노출시킨 세포의 경우 12일째부터 단위세포 당 탄소동화율이 매우 크게 증가하였다. 본 연구의 결과들은 연안해역에 benzo〔a〕pyrene과 같은 지속성 유기오염물질이 유입되었을 때 내성여부에 따라 식물플랑크톤 군집내 종 천이와 일차생산력에 크게 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.