The respiration rate of Chinese quince was measured at 0, 5, 10, and $20^{\circ}C$ to determine its tolerable range of storage temperatures. Based on the measured respiration rates, plastic films covering a wide range of gas permeabilities were used for packaging and storing individual Chinese quince at 0 and $10^{\circ}C$. Chinese quince can be categorized as low respiration fruit. Higher respiratory quotients were observed at higher temperature suggesting that the tolerable temperature range for storage is $0-10^{\circ}C$. Packages containing Chinese quince wrapped in highly gas-permeable polyolefin film PD 941 attained, with progressive decreases in volume, 9.5-10.2% $O_2$ and 1.3-1.8% $CO_2$ at $0^{\circ}C$, 8.1% $O_2$ and 2.4% $CO_2$ at $10^{\circ}C$. At these levels, PD 941 could preserve the fruit at acceptable quality levels for 152 and 50 days at 0 and $10^{\circ}C$, respectively. Less gas-permeable packages built up high $CO_2$ concentrations (above 15.8%) and low $O_2$ concentrations (less than 1.8%) causing free volume expansion and eventual dark discoloration of the fruit. The storage life realized by packaging with polyolefin film PD 941 could facilitate the availability of Chinese quinces in winter and spring for medicinal or ornamental purposes in the fresh state.
고려인삼의 광 반응과 호흡에 미치는 잎 온도의 영향을 알아보기 위하여 단기적(short term)으로 조절된 광도에서 조건별로 온도를 1$^{\circ}C$간격으로 3$0^{\circ}C$까지, 암 조건에서는 46$^{\circ}C$까지 증가시켜 그 반응을 살펴보았다. 고려인삼의 Rubisco 활성은 낮은 광도와 잎 온도 조건에서 높은 경향을 보였는데, 광도가 100$\mu$ mol m$^{-2}$ s$^{-1}$에서는 18$^{\circ}C$의 잎온도에서 최고의 활성을 보였으며 이는 200$\mu$ mol m$^{-2}$ s$^{-1}$ 광도에서도 같은 경향으로 나타났다. 그러나 300, 400$\mu$ mol m$^{-2}$ s$^{-1}$에서는 잎 온도 수준이 각각 17$^{\circ}C$와 16$^{\circ}C$에서 최고 반응을 보여 광도증가에 따라 적정온도수준이 감소하는 것으로 나타났다. 반면, 암조건 에서는 28$^{\circ}C$부터 4$0^{\circ}C$까지 호흡량이 급속히 증가하다가 4$0^{\circ}C$ 이후부터는 급속히 감소함을 보였다. 이상의 결과는 잎온도 조절에 따라 광이용효율을 높일 수 있으며 암조건에서의 $CO_2$ 발생량을 줄일 수 있을 것으로 생각된다.
고려인삼을 순계분리 육성하여 품종 등록한 인삼 신품종의 광도, 온도별 광합성 능력과 광합성 관련 형질인 기공, 엽록소, 비엽중 및 지상하부 형질들을 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 신품종 및 자경종의 광포화점은 15,000 lux내외였고, 광합성 최적온도는 2$0^{\circ}C$였다. 광합성 능은 연풍>천풍>고풍>자경종 순으로 연풍이 가장 높았다. 호흡속도는 모든 품종이 온도가 높아짐에 따라 빨라지는 경향이었으며, 타품종에 비해 호흡량이 높았다. 비엽중은 천풍>고풍>연풍>자경종 순서로 높았고, 엽록소 함량은 품종간 차이가 근소하였다. 단위면적당 기공수는 연풍이 69.2개로 타계통의 40~47개보다 많았고, 기공의 크기는 연풍이 26.5 $\mu\textrm{m}$ 타품종 37.5~38.8 $\mu\textrm{m}$보다 적었다. 연풍은 경수가 1.8개, 장염수가 7.7개, 소염수가 41.0개, 엽면적이 12.3 dm$_2$로 타 품종보다 지상부의 생육이 양호하였다. 근중은 연풍>천풍>고풍>자경종 순으로 무거웠고, 동장은 천풍과 고풍이 각각 6.5, 6.8 cm로 자경종 5.6 cm보다 길어서 체형이 양호하였으나 연풍은 동장이 4.4 cm로 짧았다.
Seasonal changes in the primary production of surface water in Suyong Bay, Pusan, were measured using a light-dark bottle method. Gross photosynthesis followed a distinct seasonal change with highest levels in spring and fall. Respiration of plankton community showed its maximum only in the late summer and early fall. Net photosynthesis of plankton community is considerably variable throughout year, but followed a seasonal change similar to gross photosynthesis. Seasonal changes in temperature and salinity are related to the seasonal change in plankton metabolism.
The effects of elevated atmospheric $CO_2$ on growth and photosynthesis of soybean (Glycine max Merr.) were investigated to predict its productivity under elevated $CO_2$ levels in the future. Soybean grown for 6 weeks showed significant increase in vegetative growth, based on plant height, leaf characteristics (area, length, and width), and the SPAD-502 chlorophyll meter value (SPAD value) under elevated $CO_2$ conditions ($800{\mu}mol/mol$) compared to ambient $CO_2$ conditions ($400{\mu}mol/mol$). Under elevated $CO_2$ conditions, the photosynthetic rate (A) increased although photosystem II (PS II) photochemical activity ($F_v/F_m$) decreased. The maximum photosynthetic rate ($A_{max}$) was higher under elevated $CO_2$ conditions than under ambient $CO_2$ conditions, whereas the maximum electron transport rate ($J_{max}$) was lower under elevated $CO_2$ conditions compared to ambient $CO_2$ conditions. The optimal temperature for photosynthesis shifted significantly by approximately $3^{\circ}C$ under the elevated $CO_2$ conditions. With the increase in temperature, the photosynthetic rate increased below the optimal temperature (approximately $30^{\circ}C$) and decreased above the optimal temperature, whereas the dark respiration rate ($R_d$) increased continuously regardless of the optimal temperature. The difference in photosynthetic rate between ambient and elevated $CO_2$ conditions was greatest near the optimal temperature. These results indicate that future increases in $CO_2$ will increase productivity by increasing the photosynthetic rate, although it may cause damage to the PS II reaction center as suggested by decreases in $F_v/F_m$, in soybean.
Photoinhibition and photoprotection of PSII in the leaves of hot pepper (Capsicum annuum L.) grown in Hoagland solution and Tap water were compared. Though changes in the rates of $O_2$ evolution as a function of photon fluence rate (PFR) were comparable, the rates of respiration in the dark was 3 times higher in the Hoagland solution grown leaves than in the Tap-water grown ones. Compared to Hoagland solution grown plane, PSIIs of Tap water grown pepper leaves were more susceptible to photoinhibitory light treatment. In order to inactivate functional PSII to the same extents, Hoagland solution grown plants required almost 2-fold high light $(1600{\mu}molm^{-2}s^-)$ treatment than those of Tap water $(900{\mu}molm^{-2}s^-)$. Interestingly, the remaining fraction of PSII in Hoagland grown pepper was able to survive under prolonged illumination in the presence of lincomycin, which probably means that the growth condition of plant seemed to have an effect on the recovery of PSII from light stress. When PSII was severly photoinactivated at a chilling temperature, recovery was observed only if the residual functional PSII were not inhibited with DCMU, Nigericin and MV during recovery. In conclusion, PSIIs grown in the Hoagland solution was more resistant to excess light than in the Tap water grown one and the recovery of PSII from photodamage was more efficient in Hoagland grown pepper leaves than Tap water grown one, which means that the increased dark respiration may play a important role in the protection of PSII from photoinhibition by helping repair photosynthetic proteins (in particular, the D1 protein of PSII) degraded by photoinhibition.
겨울철 제설제로 사용되고 있는 염화칼슘($CaCl_2$)이 산벚나무(P. sargentii) 가로수에 미치는 영향을 조사하기 위해서, 염화칼슘 농도가 다른 수용액을 2회 처리 후 엽록소형광이미지와 광반응-광합성속도와 같은 광합성기구의 반응, 엽과 근원경 생장을 조사하였다. 3년생 산벚나무를 대상으로 개엽 전에 염화칼슘 0.5%(9 mM), 1.0%(18 mM), 3.0%(54 mM)를 2(1 L)회 뿌리둘레 부위에 처리하였다. 염화칼슘의 처리결과, 염화칼슘의 농도가 짙어짐에 따라 대조구에 비해 염화칼슘처리구의 총엽록소함량과 엽록소 a/b, 광합성속도, 양자수율, 암호흡이 감소하였다. 반면 광보상점은 염화칼슘의 농도가 높아짐에 따라 증가였다. 광합성과 양자수율, 암호흡, 광보상점과의 상관관계에서 양자수율과 광보상점에서 유의성이 나타났다(p<0.05). 한편, 최대형광($F_M$)과 최소형광($F_0$)의 차이인 Fv값의 형광이미지를 통해 빛을 이용하는 능력의 차이가 처리구와 대조구간에 확실하게 나타나는 것을 알 수 있었으며, 광계의 활성(Fv/$F_M$과 비광화학적 소멸(NPQ)의 처리 80일째 값이 모든 처리구에서 대조구에 비해 급격히 감소하였다. 이와 같은 결과로 염화칼슘 수용액에 의해서 산벚나무의 광합성, 동화기관 및 비대생장이 장애를 받고 있음을 알 수 있었다.
물푸레나무와 들메나무의 광합성(光合成)과 호흡(呼吸)의 특성(特性)을 밝히기 위하여 본 연구(硏究)에서는 묘포장(苗圃場)의 폿트에서 생육(生育)시킨 3년생묘목(年生苗木)에 대하여 광(光), 온도(溫度), 수분(水分)의 변화(變化)에 따른 광합성속도(光合成速度)와 호흡속도(呼吸速度)의 변화(變化), 그리고 그들의 계절변화(季節變化)를 측정비교(測定比較)하였다. 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 광보상점(光補償點)은 물푸레나무엽(葉)이 $35{\mu}Em^{-2}{\cdot}s^{-1}$, 들메나무엽(葉)이 $28{\mu}Em^{-2}{\cdot}s^{-1}$였다. 광포화점(光飽和點)은 두수종(樹種) 모두 $700{\mu}Em^{-2}{\cdot}s^{-1}$였다. 2. 최대광합성속도(最大光合成速度)는 물푸레나무엽(葉)이 $25^{\circ}C$. 들메나무엽(葉)이 $20^{\circ}C$ 정도에서 일어났다. 3 물푸레나무엽(葉)은 -13bar, 들메나무엽(葉)은 -10bar에서 순광합성속도(純光合成速度)의 초기감소(初期減少)가 시작되었고 물푸레나무엽(葉)은 -29bar, 들메나무엽(葉)은 -23bar 부터 순광합성속도(純光合成速度)가 0에 가까와 지기 시작했다. 4. 엽(葉)의 암호흡속도(暗呼吸速度)는 두수종(樹種) 모두 $10{\sim}40^{\circ}C$온도역(溫度域)에서 비슷한 값을 나타냈으며, -10bar의 수분결차(水分缺差)에서부터 증가(增加)하다가, -28bar 이하에서는 현저한 감소(減少)가 일어났다. 5. 엽(葉)의 순광합성속도(純光合成速度)는 6월(月)까지는 들메나무가 높았으나 이후는 물푸레나무가 높았다. 엽(葉)의 암호흡속도(暗呼吸速度)는 6~8월(月)에는 물푸레나무가 높았으나 그후는 비슷한 값을 나타냈다. 6. 줄기와 뿌리의 호흡속도(呼吸速度)는 두수종(樹種) 모두 4월(月)에 가장 높았으며 전생장계절(全生長季節)동안 물푸레나무가 들메나무 보다 높았다.
Axial bindings of diatomic molecules to metalloporphyrins involve in the dynamic processes of biological functions such as respiration, neurotransmission, and photosynthesis. The binding reactions are also useful in sensor applications and in control of molecular spins in metalloporphyrins for spintronic applications. Here, we present the binding structures of diatomic molecules to surface- supported Co-porphyrins studied using scanning tunneling microscopy. Upon gasexposure, three-lobed structures of Co-porphyrins transformed to bright ring shapes on Au(111), whereas H2-porphyrins of dark rings remained intact. The bright rings are explained by the structures of reaction complexes where a diatomic ligand, tilted away from the axis normal to the porphyrin plane, is under precession. Our results are consistent with previous bulk experiments using X-ray diffraction and nuclear magnetic resonance spectroscopy.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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