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Photosynthesis of Guard Cell Chloroplast

  • Goh, Chang-Hyo
    • Journal of Photoscience
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    • 제6권1호
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    • pp.29-36
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    • 1999
  • Chlorophasts are a central structural feature of stomatal guard cells. Guard cell chloroplasts have both photosystems I and II (PS I and II), carry out O2 evoluation , cyclic and noncyclic photophosporylation, and possess the Calvin-Benson cycle enzymes involved in CO2 fixation. These imply that guard cell chloroplasts have a normal photosynthetic carbon reduction pathway just like their mesophyll counterparts, indicating similar fuctional organization of thylakoid membranes in both types of mesophyll and guard cell chloroplasts. It has been, however, found that guard cell chloroplasts have distinctive and comparative properties in their photosynthetic performance. In this article, I review the intrinsic features on the light reaction of and carbon reduction by guard cell chloroplasts.

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The Effect of Different Light Quality on the Change of Membrane PD of the Guard Cell in Tradescantia virginiana L.

  • Lee, Joon-Sang
    • 환경생물
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    • 제22권1호
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    • pp.89-92
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    • 2004
  • The effects of different light quality on the change of membrane potential difference (PD) of the guard cell in the intact leaf have been investigated. The mombrane PD was about -5.5 mV by white light of 600 $\mu$moles $m^{-2}\; s^{-1}$. The mean PD of change caused by red light was about -5.2 mV at the light intensity of 80 $\mu$moles $m^{-2}\; s^{-1}$. Membrane PD of guard cells in response to blue light was saturated at low light intensity. However, red and green light enhanced the change of membrane PD of guard cells with increasing intensity. In green light the biggest change of memrane PD was around -4 mV, whereas, with blue light the change of of memrane PD was around -2 mV. Accordingly, the membrane PD of guard cell showed the different degree of hyper-polarization by each wavelength.

돌나물과(Crassulaceae)의 비정상 기공 유형에 관하여 (On the Types of Abnormal Stomata in Crassulaceae)

  • Jenong, Woo-Gyu;Min-Wung Sung
    • Journal of Plant Biology
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    • 제28권1호
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    • pp.29-44
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    • 1985
  • 돌나무과(Crassulaceae)에 속하는 식물 24종을 대상으로 비정상기공의 유형과 종간 출현빈도를 조사한 결과는 다음과 같다. 비정상기공의 유형은 helico-eumesogenous stomata와 anomo-hemimesoperi-genous stomata에서 총 19개 유형이 관찰되었고 이들 중에서 single guard cell, single-aborted guard cell 및 aborted stomata의 3개 유형은 19∼24종에서 발견되어 가장 높은 빈도를 나타내었고 다른 14개 유형은 1∼5종에서만 발견되어 가장 낮은 빈도를 나타내었다. 종에 따른 비정상기공의 출현빈도는 총 19개 유형중 꿩의 비름(Sedum alboroseum), 낙지다리(Penthorum chinense) 및 돌나물(Sedum sarmentosum)의 3종에서 9∼14개 유형이 발견되어 가장 높은 빈도를 나타내었으며, 여타 종은 7개 유형 이하의 낮은 빈도를 나타내었다. 비정상기공의 유형중 ballooning guard cell, cross cleaved stomata 및 fused pore stomata의 3개 유형은 지금까지 문헌상에서 발표되지 않았고 저자등에 의하여 최초로 발견되었다. 비정상기공은 정상기공의 퇴화의 결과이거나 비정상적 발생의 결과로 형성된다는 것을 관찰할 수 있었다.

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닭의장풀과 자주달개비에서 적색광과 이산화탄소에 의해 유도된 공변세포의 전위차 변화에 미치는 엽육세포의 영향 (Influence of the Mesophyll on the Change of electrical Potential Difference of Guard Cells Induced by Red-light and CO2 in Commelina communis L. and Tradescantia virginiana L.)

  • 이준상
    • Journal of Plant Biology
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    • 제36권4호
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    • pp.383-389
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    • 1993
  • Intact leaf과 detached epidermis에 있는 공변세포의 전기 생리학적 특성에 대한 빛과 이산화탄소의 효과를 조사하였다. 빛을 intact leaf의 abaxial side에 처리하면 공변세포막이 과분극 (hyperpolarization)되었다. 닭의장풀의 intact leaf에 있는 공변세포들은 빛에 의해 최대 13 mV 그리고 이산화탄소에 의해 42 mV까지 membrane potential difference(MPD)가 negative하게 변했다. 자주달개비에서도 비슷한 결과를 얻었다. 그러나, 빛과 이산화탄소를 detached epidermis에 있는 공변세포에 처리할 경우에는 공변세포의 MPD가 변하지 않았다. 위의 결과로부터, 엽육세포가 공변세포의 MPD 변화에 영향을 주는 것으로 사료되어, 엽육세포들을 광합성 억제제들을 침윤시켜 엽육세포 광합성의 어느 기작이 공변세포 MPD 변화에 영향을 주는지 조사하였다. CCCP로 침윤한 잎의 공변세포막은 적색광에 의해 약간 탈분극(depolarization)되었고, 이산화탄소에 의해 과분극되었다. 반면에, DCCD와 DCMU로 침윤한 경우에는 대조구 잎과 마찬자기로 적색광과 이산화탄소에 의해 과분극되었다. Azide로 침윤한 잎에 적색광을 처리하면 공변세포의MPD는 변하지 않았고, 이산화탄소를 처리하면 다른 처리구들에 비해 훨씬 감소한 막의 과분극을 보였다. 이는 azide가 잎에 손상을 유도하며 세포내 대사활성을 감소시킨 결과 이산화탄소에 의한 MPD 변화가 작았고, 적색광은 아무 효과도 보이지 않은 것으로 사료된다. 따라서, 엽육세포가 적색광을 감지하며 빛에 의해 유도된 공변세포막 과분극은 순환적 광인산화 반응에 의해 생성된 에너지에 의존하나 이산화타소에 의해 유도된 공변세포막 과분극은 광합성가 무관하다고 볼 수 있다. 또한 이산화탄소를 intact leaf에 처리하면 공변세포 액포가 알칼리화되는 것을 관찰하였는데, 이는 막의 과분극이 양성자 이온의 방출에 의해 일어난다는 것을 의미한다.

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담배 식물체[Nicotiana tabacum L. cv. BY-4]의 배수성에 따른 공변세포의 엽록체 수 변화 (Changes of Chloroplast Number per Guard Cell pairs of Leaves by Ploidy Level in Nicotiana tabacum L. cv. BY-4)

  • 배창휴;이연희;양덕춘;민경수;김호일;이호연
    • 식물조직배양학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.179-184
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    • 2001
  • 담배 정상주 (Nicotiana tabacum L. cv. BY-4), 약배양으로 유도시킨 반수체 (2n=2x=24), 콜히친 처리로 염색체를 배가한 식물체 (2n=4x=48)및 그 후대식물체 (F$_1$)를 각각 사용하여 배수성에 따른 공변세포 내 엽록체 수를 조사하였다. 공변세포 내 엽록체의 수는 정상주에서 반수체의 2배로 배수성과 밀접한 관계를 나타내었다. 또한, 반수체를 콜히친으로 배가시킨 식물체에서 공변세포 내 엽록체의 수는 반수체의 2배로 배수성이 회복됨에 따라 증가하였다. 이배체의 후대식물에서도 공변세포 내 엽록체의 수는 반수체의 2배로 나타났다. 엽령에 따른 공변세포 내 엽록체 수의 변동도 관찰되지 않았다. 이러한 결과는 기공의 공변세포 내에 분포하는 엽록체 수와 배수성 (2x와 4x)과는 밀접한 관계가 있음을 시사하는 것이다. 기내에서 생장한 식물체에서 공변세포 내 엽록체의 수는 pot 재배식물체와 비슷한 결과를 나타내었다. 따라서 잎의 공변세포 내 기공수는 배수성을 간단하게 판정하는데 이용할 수 있을 것으로 보인다.

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경호원의 직무스트레스가 항산화효소에 미치는 영향 (Effect on Body Guards Task Stress has in ferment of enzyme)

  • 노선표
    • 시큐리티연구
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    • 제18호
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    • pp.21-37
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    • 2009
  • 본 연구에 목적은 경호원의 직무유형과 스트레스 수준이 8-OHdG, 면역 글로브린, T-cell, NK-cell과 항산화 효소 등에 미치는 영향을 알아보는 있었다. 연구 대상은 경호원 경력이 2년 이상으로 경호업무를 수행하는 경호원 60명으로 하였다. 집단 구분 및 집단별 인원 분포는 경호직무에 따른 집단은 국가요인경호집단(N=23명), 사설개인경호집단(N=23명), 기타 경호집단(N=14명) 등으로 구분하였다. 집단 스트레스 수준에 따른 집단은 스트레스 수준을 측정하여 스트레스 측정 점수에 따라 집단을 낮은 하(下)스트레스 집단(N=14명), 중(中)스트레스 집단(N=26명), 고(高)스트레스 집단(N=20명) 등 세 집단으로 구분하였다. 실험은 직무 유형에 따라 대상별로 스트레스를 측정한 후 혈액을 채혈하여 직무유형과 스트레스에 따른 생화적 변인의 결과치를 변량분석하여 검증한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 경호원의 직무유형에 따라 스트레스 수준은 국가요인 경호집단의 스트레스 수준이 가장 높게 나타났다(p<.05). 둘째, 경호원의 직무유형과 스트레스 수준에 따른 8-OHdG는 직무유형에 따라서는 차이가 없었으며(p>.05), 스트레스 수준에 따라서는 유의한 차이가 있었다(p<.05).

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이질적인 이동성 모델링을 통한 셀룰러 이동통신 시스템의 새로운 성능평가 (A New Approach to Performance Evaluation of Cellular Systems Considering Mixed Platforms Environment)

  • 여건민;류지현;전치혁
    • 대한산업공학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.351-359
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    • 1999
  • We present a new approach to the analysis of mobile cellular communication systems under the environment of mixed platforms adopting a guard channel scheme. We assume general cell residence time distributions according to platform-types. Our system model is based on a heterogeneous M/G/c loss system with customer-dependent guard channels, where heterogeneous customers with different service time distributions have different numbers of their own guard channels. We develop the general formula of steady state probabilities for the heterogeneous M/G/c loss system with customer-dependent guard channels. The mean channel occupancy times of new and handoff calls are rigorously derived under a general setting. Finally, our numerical results show that the blocking probability and the forced termination probability are sensitive to the cell residence time distributions.

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The Parallel Measurements of Stomatal Apertures and Apoplastic pH on Guard Cells from Epidermal Strips and Intact Leaves of Commelina communis

  • Lee, Joon-Sang
    • 환경생물
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    • 제20권1호
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    • pp.78-84
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    • 2002
  • The effects of light and darkness on stomatal aperture and guard cell apoplastic pH in the intact leaf and in the isolated epidermal strips of Commelina communis have been investigated. Stomata in the intact leaf opened wide in the light. In contrast, stomata in the isolated epidermal strips did not respond clearly to light. To eucidate the relationship between the stomatal aperture and the guard cell apoplastic pH, apoplastic pH was measured. In the light the guard cell wall of intact leaf was acidified by pH 1.9 units, falling from pH 7.3 to pH 5.4 in the first 10 minutes. On the contrary, apoplastic pH of isolated epidermal strips changed slowly from pH 7.3 to pH 6.9 at 20 min. Stomata in the intact leaf closed rapidly in the dark. On the other hand, stomata in the isolated epidermal strips failed to close in dark. There was a slow increase in apoplastic pH on transfer to the dark after incubation for 1.5 h in the light and the level observed before the experiment was regained after around 40 min. When the isolated epidermal strips were transferred to the dark, apoplastic pH maintained a uniform level of around pH 7.2-7.4. These results indicate that the mechanism of stomatal opening and closing from isolated epidermal strips and intact leaves could be different.

둥근바위솔(Orostachys malacophyllus) 잎의 표피구조와 기공발생에 미치는 Abscisic Acid의 영향 (Effects of Abscisic Acid on the Epidermal Structure and Ontogeny of Stomata in Orostachys malacophyllus Leaves)

  • 김진성
    • Journal of Plant Biology
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    • 제30권1호
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    • pp.21-30
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    • 1987
  • The effects of abscisic acid(ABA) spraying for 12 weeks on the stomatal types and frequencies of O. malacophyllus leaves were summarized as follows. ABA inhibited the growth of O. malacophyllus. The prominent effect of ABA on the epidermal structure was the promotion of senescence such as thickness of cell walls, smooth sinuosity of cell walls, and large size of epidermal cells. The stomatal frequency was decreased to 23% by 10$\mu\textrm{g}$ ml-1 ABA and to 48% by 100$\mu\textrm{g}$ml-1, and also the stomatal size was more or less smaller than that of control. The developing secondary stomatal mother cell was not found in both 10 and 100$\mu\textrm{g}$ml-1ABA, but the arrested secondary stomatal mother cell was rarely found in 10$\mu\textrm{g}$ ml-1 ABA. The formation of normal stomatal types such as helico-eumesogenous and aniso-eumesogenous was found in both 10 and 100 $\mu\textrm{g}$ ml-1 ABA asin well as control. Also nine abnormal stomatal types were found, and the frequencies were promoted to 6% by 10 $\mu\textrm{g}$ ml-1 ABA and to 17% by 100 $\mu\textrm{g}$ ml-1 ABA. Among these abnomal stomata, four types such as aborted stomata, single-aborted guard cells, arrested stomata, and modified stomatal complexes were found in control as well as in 10 and 100 $\mu\textrm{g}$ ml-1 ABA, but five types such as wrenched stomata, unequal stomata, wavy guard cells, guard cells overlapped by guard cells, and dissolved cell wall stomata were found in both 10 and 100 $\mu\textrm{g}$ ml-1ABA. The modified stomata complexes were abnormal stomatal types which were newly found and also were varied in types.

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