• 한국산림과학회지
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• 제106권3호
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• pp.288-299
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• 2017

이 연구는 건조스트레스가 수리취의 생리적 반응에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였으며, 건조스트레스는 25일 간의 단수처리를 통해 유도하였다. 건조스트레스가 진행됨에 따라 새벽 녘 수분포텐셜(${\Psi}_{pd}$)과 정오의 수분포텐셜(${\Psi}_{mid}$)이 모두 감소하였으며, 수분불포화도(WSD)는 약 7배 증가하였다. 특히 일중 수분포텐셜차(${\Psi}_{pd}-{\Psi}_{mid}$)는 처리 후 10일까지 0.22~0.18 MPa 범위로 큰 차이를 나타냈으나 이후에는 차이가 크게 줄어드는 경향을 보였다. 수리취는 건조스트레스 처리 후 15일부터 기공전도도와 기공증산속도의 감소가 두드러졌고, 처리 20일 이후에는 최대광합성 속도와 순양자수율 역시 큰 폭으로 감소한 반면 수분이용효율은 반대의 경향을 보였다. 이것은 기공을 통한 $CO_2$와 수분의 조절이 원활하지 못해 광합성량의 감소가 일어난 것을 의미한다. JIP 분석을 통해 단수처리 15일 이후에 기능지수($PI_{ABS}$) 및 에너지전달 효율의 감소가 두드러진 것으로 나타났으며, 광계 2의 활성이 감소한 것을 보여준다. 엽의 원형질 분리시 삼투포텐셜 ${\Psi}_o{^{tlp}}$은 -0.4 MPa, 최대포수시의 삼투포텐셜 ${\Psi}_o{^{sat}}$은 -0.35 MPa의 삼투적 적응 반응을 나타냈으며, 최대탄성계수($E_{max}$)의 탄성적 적응은 9.4 MPa로 나타나 수리취는 건조스트레스에 따라 삼투적 적응과 탄성적 적응이 모두 나타나는 것을 알 수 있었다. Vo/DW, Vt/DW와 같은 수분특성인자는 건조스트레스에 따라 증가되는 것으로 나타났다. 결과적으로 수리취는 새벽녘 엽수분포텐셜이 -0.93 MPa 이하로 저하되면 광합성 활성의 감소가 크게 나타나고, 건조스트레스에 따라 삼투적 적응과 탄성적 적응이 나타나 이것이 이 식물의 중요한 적응방법임을 알 수 있었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제16권3호
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• pp.199-212
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• 2014

상부 개방형 온실을 이용하여 현재 대기의 이산화탄소 농도(ambient), 현재 농도의 1.4배(~550 ppm) 및 1.8배(~700 ppm)로 증가된 미래 대기 환경에서 약 4년간 생장한 소나무, 물푸레나무, 팥배나무를 대상으로 하여 대기 중 이산화탄소 농도 증가에 대한 수목의 반응을 알아보고자 하였다. 이를 위해 2013년 4월~9월의 연구기간 동안 각 수종의 기공 크기 밀도 면적, 최대 광합성 속도, 최대 카르복실화 속도, 최대 전자전달 속도 및 직경생장을 측정하였다. 이산화탄소 농도가 증가함에 따라 물푸레나무의 기공 크기가 유의하게 증가하였고 팥배나무의 기공 밀도가 증가하였다. 기공 면적의 경우 소나무는 감소한 반면 팥배나무는 증가하는 등 수종에 따라 다양한 반응을 보였다. 하지만 최대 광합성 속도는 모든 수종에서 대기 중 이산화탄소 농도에 따라 대체로 증가하는 경향을 나타냈는데 팥배나무에서는 계절이 지남에 따라 그 차이가 더 커져 최대 43.5%까지 증가하였다. 그러나 4년에 걸친 비교적 장기간의 폭로에도 불구하고 이산화탄소 시비에 의한 최대 카르복실화 속도와 최대 전자전달 속도의 저감효과는 모든 수종에서 나타나지 않았다. 특히 팥배나무의 경우 잎의 질소 농도가 높아지는 개엽 시기에는 높은 이산화탄소 농도하에서 일시적으로 최대 카르복실화 속도와 최대 전자전달 속도가 향상되어 저감과는 반대의 양상을 나타냈다. 모든 수종에서 개체목간의 변이로 인해 연구 기간 중 이산화탄소 농도에 따른 직경 생장량은 유의한 차이를 보이지 않았으나 약 4년간 누적된 직경의 크기와 생체량에서는 모든 수종에서 유의한 차이를 보였으며 팥배나무 직경의 경우 대조구에 비해 1.8배에서 최대 59.0%까지 높게 나타났다.

• 환경생물
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• 제22권4호
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• pp.537-542
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• 2004

To reveal the relationship between the changes in the growth and photo- synthesis induced by low dose radiation, red pepper (Capsicum annuum L.) plants were serially irradiated three times with gamma rays of 0.5, 1, 2, 3, and 4 Gy. The plant growth was monitored by the fresh weight, the stem length, and the leaf length & width. All the irradiation groups (0.5-4 Gy) were stimulated in growth at 1 day after the $1^{st}$ irradiation (DA1I), but rather inhibited at 3 days after the $3^{rd}$ irradiation (DA3I). The maximum photochemical efficiency (Fv/Fm), the photochemical quenching (qP), the non-:photochemical quenching (NPQ) and the apparent rate of the photosynthetic electron transport (ETR) were used to represent the changes in the photosynthesis by the serial irradiation. The irradiation groups except 0.5 Gy had higher Fv/Fm values at 3 DA3I than the control one. After the 3$^{rd}$ irradiation, the qP values appeared to be a little lower in the 1-4 Gy groups than in the control and 0.5 Gy ones. In contrast, the NPQ values were rather higher in the irradiation groups except 0.5 Gy. During the whole experimental period, the ETRs decreased in the control group but remained relatively constant in the 4-Gy one. In conclusion, the results obtained indicate that the stimulatory effect of ionizing radiation on the plant growth was determined by the incident dose of the single irradiation rather than by the cumulative one of the serial irradiation. They also demonstrate that the growth stimulation induced by a low dose radiation could not be positively correlated with an alteration in the photosynthesis. Additionally, we discuss in text that an ionizing radiation may partly protect the leaf senescence by delaying the development of the plants.

• ALGAE
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• 제25권2호
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• pp.89-97
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• 2010

To test the feasibility of using chlorophyll ${\alpha}$ fluorescence to assess the establishment success of seagrass transplants, photosynthetic characteristics of eelgrass Zostera marina transplants were measured using a Diving-pulsed amplitude modulation fluorometer in Jindong Bay on the southern coast of Korea. Maximum quantum yield ($F_v/F_m$), photosynthetic efficiency ($\alpha$), saturating irradiance ($E_k$) and maximum electron transport rate ($ETR_{max}$) of transplants and reference plants in a nearby transplant site were measured using the fluorometer for 5 months. Additionally, shoot morphology, individual shoot weight and productivity of transplants and reference plants were also monitored. Shoot height, leaf weight and productivity of transplants were significantly reduced during the first two or three months after transplantation compared to those of reference plants, and then increased to the levels of reference plants Characteristics of chlorophyll a fluorescence, including $F_v/F_m$, $\alpha$, $E_k$ and $ETR_{max}$ of transplants were also significantly reduced in the initial period, but recovered slightly sooner than shoot morphology or leaf productivity. These results indicated that after transplantation, Z. marina transplant photosynthesis recovered faster than shoot morphology, biomass or productivity. Thus, chlorophyll a fluorescence can be used as an indicator for early assessment of the status of eelgrass transplants without destructive sampling.

• Advances in environmental research
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• 제3권4호
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• pp.307-319
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• 2014

Four chickpea cultivars viz. kabuli (Pusa 1088 and Pusa 1053) and desi (Pusa 1103 and Pusa 547) differing in sensitivity to high temperature conditions were analyzed in earthern pot (30 cm) at different stages of growth and development in the year of 2010 and 2011. Pusa-1053 (kabuli type) showed maximum photosynthetic rate and least by Pusa-547 (desi type), whereas maximum cell membrane thermostability were recorded in Pusa-1103 and minimum in Pusa-1088. Among the treatments, the plants grown under elevated temperature conditions had produced 13.01% more significant data in comparison to plants grown under continuous natural conditions. Stomatal conductance were reduced 44.25% under elevated temperature conditions than natural conditions, whereas 35.56%, when plants grown under initially natural conditions upto 30DAS, then 30-60DAS elevated temperature and finally shifted to natural conditions till harvest. In case of Pusa-1103, stomatal conductance was maximum as compared to rest of 2.7% from Pusa-1053, 8.9% from Pusa-1088, and 10.3% in Pusa-547 throughout the study. Plants grown under continuous elevated temperature conditions had produced 15.30% and 15.32% more significant membrane thermostability index in comparison to continuous natural conditions at vegetative stage and 19.40% and 18.44% at flowering stage, while the better response was recorded at pod formation stage. Pusa-1053 had given 2.8% more membrane thermostability index than Pusa-1088 and Pusa-1103 had given 1.6% more membrane thermostability index than Pusa-547 in the present study. The membrane disruption caused by high temperature may alter water ion and inorganic solutes movement, photosynthesis and respiration. Thus, thermostability of the cell membrane depends on the degree of the electrolyte leakage.

• 한국해양학회지:바다
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• 제14권2호
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• pp.118-126
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• 2009

저서규조류는 하구역 먹이망을 이해하는 데 중요한 생물로서 그들의 광생리 특성에 따라 일차생산력이 크게 변화한다. 본 연구에서는 단기간 온도 변화가 저서규조류 4종(Navicula sp., Nitzschia sp., Cylindrotheca closterium, Pleurosigma elongatum)의 광합성 반응에 미치는 영향을 Diving PAM을 이용한 엽록소 형광 분석법으로 측정하여 광생리 특성을 분석하였다. 6개의 온도 조건(10, 15, 20, 25, 30, $35^{\circ}C$)에서 2시간 간격으로 24시간 동안 엽록소 형광을 측정하여 P-I 곡선을 도출하였다. 제2광계의 유효양자수율($\Phi_{PSII}$)은 대부분의 종에 있어서 온도가 증가함에 따라 감소하였으며, 상대 최대 전자전달율(rETRmax)은 최적 온도까지 증가한 후 급격하게 감소하였다. 최대 빛이용 효율($\alpha$)은 다른 광합성 매개변수에 비해 온도에 덜 민감하였으나, 높은 온도에서는 감소하였으며, 광포화 계수($E_K$)는 상대 최대 전자전달율의 반응과 매우 유사하였다. 종별 광생리 특성을 분석한 결과, Navicula sp.와 Cylindeotheca closterium가 광생리적 조절을 통하여 단시간의 온도 변화에 광순응하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국환경과학회지
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• 제15권8호
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• pp.727-735
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• 2006

In this study, the PHYTO-PAM-fluorometric method was used to evaluate the ETR$_{max}$ in terms of sensitivity to DIN/DIP against 14 microalgae: Prorocentrum micans, Heterocapsa triquetra, Gymnodinium impudicum, Cymnodinium catenatum, Amphidinium caterae, Chlorella vulgaris, Chroococcus minutus, Microcystis aeruginosa, Chlorella ellipsoidea, Nannochloris oculata, Oocystis lacustris, Chroomonas salina, Gloeocystis gigas, and Prymnessium parvum. We found that P. micans, H. triquetra, and A. caterae exposed to the maximum level of DIN/DIP were significantly smaller in the ETR$_{max}$ than that of the minimum and moderate mixture. Unlikely the ETR$_{max}$, the initial slope alpha was not significantly different at the level of 60 DIN/DIP. In G. catenatum, the moderate levels of 15 and 20 in DIN/DIP were found to be significantly different from the ETR$_{max}$ at Chl-Ch4. Gymnodinium impudicum had a higher value than that of the ETR$_{max}$ than that of dinoflagellates used in this study, ranging from 306.1 (Ch4, DIN/DIP: 10) to 520.1 (Ch4, DIN/DIP: 30). The ETR$_{max}$ value obtained from other microalgae was similar to C. impudicum at any of the ratios of DIN/DIP and channels. Consequently, the influence of offshore water current assures us of the suppression of photosynthesis and electron transport rate in dinoflagellates. Gymnodinium impudicum has not been researched in the area of red tides in Korea, but it will be enough to creat the massive algal blooms in the future because of higher potential photochemical availability.

• 한국약용작물학회지
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• 제23권2호
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• pp.161-167
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• 2015

This study was carried out to determine the effects of light controls and leaf mold on root growth and physiological responses of Atractylodes japonica growing in forest farming. The experiment was performed by light controls (100%, 62.5%, 40.3% and 19.7% of full sunlight) and application of leaf mold to soil. Height, stem diameter, number of flower buds and root collar diameter were the highest in leaf mold within 62.5% of full sunlight (relative light intensity 62.5%). And these were the higher in leaf mold within each light level. As the shading level increased, light saturation point and maximum photosynthesis rate decreased. As the light level decreased, SPAD value increased in control and leaf mold. As a result of surveying the whole experiment, A. japonica was judged worse root growth under the lower light level. It was concluded that the light level was one of the most important factors to produce A. japonica. Also, producing high-quality of A. japonica with the price competitiveness by using leaf mold like the experiment can be an effective way to increase incomes for farmers.

• 한국농림기상학회지
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• 제18권4호
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• pp.357-365
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• 2016

본 연구는 대기 중 $CO_2$ 농도의 증가가 배추(B. campestris subsp. napus var. pekinensis)의 광합성과 생리적 특성에 미치는 영향을 조사하여 미래의 대기중 $CO_2$ 농도 증가로 인한 고랭지 배추의 생산성을 예측해 보고자 수행하였다. 대기 $CO_2$ 농도를 달리하여 배추를 5주 동안 재배하였을 때, 지상부 생체량, 엽수, 엽면적, 엽장, 엽폭은 모두 대기 $CO_2$ 농도 조건($400{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$)에서 재배된 배추에서보다 고농도의 $CO_2$ 조건($800{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$)에서 재배된 배추에서 더 높게 나타났다. 그리고 증산률(E)이 다소 낮았지만, $CO_2$ 고정률(A), 기공전도도($g_s$)와 수분이용효율(WUE)도 고농도의 $CO_2$에서 높았다. 최대광합성률($A_{max}$)은 대조구인 대기 중 $CO_2$ 농도에서 보다 고농도의 $CO_2$ 조건에서 2.2배 더 높았다. 광보상점($Q_{comp}$)은 대조구에서보다 고농도의 $CO_2$ 조건에서 다소 낮았다. 순양자수율(${\varphi}$)은 고농도의 $CO_2$ 조건에서 재배된 배추에서 높았다. 그러나, $CO_2$반응곡선으로부터 얻은 광호흡률($R_p$), 최대카르복실화속도($V_{cmax}$), $CO_2$ 보상점(CCP), 최대전자전달률($J_{max}$), 탄소고정효율(ACE) 등은 $CO_2$ 농도에 따라서 차이가 없거나 있더라도 미미하였다. 그리고, 광계II의 최대 광화학적 효율($F_v/F_m$)과 잠재적 광합성능($F_v/F_o$)이 $CO_2$ 농도에 따라 유의한 차이를 보이지 않아 고농도 $CO_2$ 조건이 고랭지 재배시 배추의 생육에 스트레스로 작용하지 않는 것으로 보인다. 배추의 광합성을 위한 최적 온도는 고농도 $CO_2$에서 $2^{\circ}C$ 정도 더 높았으며, 최적온도 이상의 조건에서는 대기 $CO_2$와 고농도 $CO_2$에서 모두 $CO_2$ 고정률은 감소하고 암호흡은 증가하는 양상을 보였다. 이상의 결과로부터 미래의 대기 중 $CO_2$ 증가는 고랭지 재배시 배추의 생육에 있어서 스트레스 요인으로 작용하지는 않으며 수광량의 증가가 생산성을 향상시킬 것으로 보인다.

• ALGAE
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• 제28권2호
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• pp.193-202
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• 2013

Nitrogen availability and cell density each affects growth and cellular astaxanthin content of Haematococcus pluvialis, but possible combined effects of these two factors on the content and productivity of astaxanthin, especially under outdoor culture conditions, is less understood. In this study, the effects of the initial biomass densities IBDs of 0.1, 0.5, 0.8, 1.5, 2.7, 3.5, and 5.0 g $L^{-1}$ DW and initial nitrogen concentrations of 0, 4.4, 8.8, and 17.6 mM nitrate on growth and cellular astaxanthin content of H. pluvialis Flotow K-0084 were investigated in outdoor glass column photobioreactors in a batch culture mode. A low IBD of 0.1 g $L^{-1}$ DW led to photo-bleaching of the culture within 1-2 days. When the IBD was 0.5 g $L^{-1}$ and above, the rate at which the increase in biomass density and the astaxanthin content on a per cell basis was higher at lower IBD. When the IBD was optimal (i.e., 0.8 g $L^{-1}$), the maximum astaxanthin content of 3.8% of DW was obtained in the absence of nitrogen, whereas the maximum astaxanthin productivity of 16.0 mg $L^{-1}\;d^{-1}$ was obtained in the same IBD culture containing 4.4 mM nitrogen. The strategies for achieving maximum Haematococcus biomass productivity and for maximum cellular astaxanthin content are discussed.