• 제목/요약/키워드: seed imbibition

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Plant responses to nano and micro structured carbon allotropes: Water imbibition by maize seeds upon exposure to multiwalled carbon nanotubes and activated carbon

  • Dasgupta-Schubert, N.;Tiwari, D.K.;Francis, E. Reyes;Martinez Torres, P.;Villasenor Cendejas, L.M.;Lara Romero, J.;Villasenor Mora, C.
    • Advances in nano research
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    • 제5권3호
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    • pp.245-251
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    • 2017
  • Multiwalled carbon-nanotubes (MWCNT) and micro-structured carbon, such as biochar or activated carbon (AC), have been seen to significantly increase the growth indices of certain plant species such as maize (Zea mays L.). Seed imbibition is the stage where environmental factors that affect water transport across the seed coat barrier, make a large impact. This work explores the effect on water imbibition by maize seeds when the aqueous environment surrounding the seed is diluted by small concentrations (10 and 20 mg/l) of pristine MWCNT (p-MWCNT), carboxylate functionalized MWCNT (COO-MWCNT) and AC. The degree of sensitivity of the process to (i) large structural changes is seen by utilizing the nano (the MWCNT) and the micro (the AC) allotropic forms of carbon; (ii) to small changes in the purity and morphology of the p-MWCNT by utilizing 95% pure and 99% pure p-MWCNTs of slightly differing morphologies; and (iii) to MWCNT functionalization by using highly pure (97%) COO-MWCNT. Water imbibition was monitored over a 15 hour period by Near Infrared Thermography (NIRT) and also by seed weighing. Seed surface topography was seen by SEM imaging. Analysis of the NIRT images suggests rapid seed surface topological changes with the quantity of water imbibed. While further work is necessary to arrive at a conclusive answer, this work shows that the imbibition phase of the maize seed is sensitive to the presence of MWCNT even to small differences in the purity of the p-MWCNT and to small differences in the physicochemical properties of the medium caused by the hydrophilic COO-MWCNT.

토양수분조건에 따른 대두의 발아반응에 관한 연구 제3보 침종시간에 따른 대두종자의 호흡율 변이 (Responses of Soybeans to Water Stress During Germination III. Respiration of Soybean Seeds During Imbibition)

  • 김용욱;해리 마이너
    • 한국작물학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.167-173
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    • 1981
  • 본 시험은 대두 종자의 호흡율의 품종간 차 및 종자 부위별 (자엽, 배축, 배꼽) 차를 검토하고, 이러한 호흡율의 차가 발아에 미치는 영향을 구명함으로서 효율적인 고발아성 종자의 초기 선발을 위한 기초적 자료를 얻고저 수행되었다. 1. 1시간 침종후 대두 종자의 흡수율은 종자부입별 및 품종간 차를 인정할 수 있었으나, 종자부위와 품종간 상호작용은 유의성이 없었다. 그러므로 종자부위와 품종은 대두 종자의 호흡에 독립적으로 작용하였다. 2. 자엽의 호흡율은 다른 부위, 즉 배축이나 배꼽에 비해 크게 높았으며 그 평균값은 자엽이 35.7, 배축이 28.0, 그리고 배꼽이 $23.9{\mu}hr^{-1}$ seed$^{-1}$이었다. 그러므로 대두 종자의 저장기관이 전체적으로 호흡에 주요한 영향을 미친다고 할 수 있다. 품종 Bonus는 다른 품종들에 비해 낮은 호흡율을 보였다. 3. 전체 대두 종자의 호흡율에 있어서 침종시간 및 시간과 품종간의 상호작용은 유의성이 인정되었으나 품종간에는 유의적인 차가 없었다. 4시간 침종 동안에 급격한 호흡율의 증가를 보였으며, 평균 호흡율 4시간에 13.6, 8시간에서 16.3, 12시간에서 17.8, 16시간에서 23.2, 그리고 24시간에 $25.3hr^{-1}$ seed$^{-1}$이었다. 4. 품종 Bonus에 있어서 종자 수분함량과 24시간 침종동안의 종자의 호흡률 간에는 유의적인 상관이 인정되었으나, 다른 품종들에 있어서는 상관계수 유의성이 없었다. 이 결과는 품종 Bonus는 다른 품종에 비해 24시간 침종동안 호흡에 보다 많은 수분을 요구한다고 생각한다. 5. 종자무게와 호흡률 간의 상관계수는 유의성이 없었으며, 이 결과는 대두 종자의 호흡률은 종자의 무게와 직접적인 관련이 없는 것으로 사려된다. 또한 호흡율과 3일간의 초기 초장의 신장간에도 유의적인 상관이 없었다.

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수침(水浸)과 Acetic Acid 처리에 따른 콩나물의 생장과 형태 변화 (Effect of Seed Imbibition into Water and Acetic Acid Solution on its Floating Rate and Growth of Soybean Sprouts)

  • 전병삼;홍동오;김홍영;이창우;강진호
    • 한국자원식물학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.204-208
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    • 2006
  • 콩나물의 생산과정에서 야기되고 있는 부패를 방지하기 위한 다양한 방법이 제시되고 있다. 본 연구는 물에 침종하는 수침(水浸)을 이용한 종자정선과 0.1% acetic acid에 2분간 실시한 종자소독이 콩나물의 발아와 생장, 형태 및 생산수율에 미치는 영향을 조사하고자 실시하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 물에 뜨는 부유 종자의 비율은 5분간 물에 침종시킨 종자를 건져 40분간 aeration 시켜 다시 물에 침종시킬 경우 가장 높았다. 2. 상품으로 판매가 가능한 하배축 길이가 4cm이상의 비율은 은하콩에서는 水浸(水浸)과 acetic acid 처리간 차이가 없었던 반면, 풍산 나물콩과 준저리에서는 acetic acid 처리에 비하여 가결 수침 처리(水浸 處理)에서 높았다. 3. 세근형성 비율과 개체당 세근수는 은하콩과 준저리에서는 수침 처리(水浸 處理)에서, 풍산나물콩은 acetic acid 처리에서 상대적으로 높고 많았다. 4. 개체당 전체생계중은 은하콩과 풍산나물콩에서는 수침 처리(水浸 處理) 보다는 acetic acid 처리에서 많았던 반면. 준저리는 이와 반대의 결과를 보였다. 그러나 준저리를 이용한 대량생산 체계에서의 생산 수율은 수침(水浸)을 이용한 종자정선과 acetic acid를 이용한 종자소독간에 차이가 없었다.

Light Quality during Seed Imbibition Affects Germination and Sprout Growth of Soybean

  • Kang, Jin-Ho;Park, A-Jung;Jeon, Byung-Sam;Yoon, Soo-Young;Lee, Sang-Woo
    • 한국작물학회지
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    • 제47권4호
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    • pp.292-296
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    • 2002
  • Soybean seeds were treated with blue, red and far-red lights for 0, 6, 12, and 24 hours during 24-hour imbibition before culture for 6 days. The soybean sprouts raised were classified by their hypocotyl lengths; normal (>4cm), abnormal (<4cm) and non-germination, and their lateral roots, hypocotyl diameters and component dry weights were measured. Red light treatment and dark imbibition reduced the abnormal soybean sprouts more than far-red and blue light treatments, meaning that the former treatments produced more commercial sprouts. The lateral roots were more formed in blue light and dark imbibition than the other light treatments, but were completely blocked by any light treatment lasted during the whole imbibition. Although any light quality treatment did not influence their primary root lengths, blue light one lengthened the hypocotyl more than the others treated during the imbibition, and far-red light enlarged its diameter. Despite this morphological change, component, total or economic yield was not significantly different among the light quality treatments during the imbibition.

콩 종실크기 및 종피색에 따른 침종후 수분흡수특성, 자엽손상 및 배축 신장력의 차이 (Water Uptake, Cotyledon Damage after Imbibition and Hypocotyl Elongation in Soybean with Different Seed Size and Color)

  • 박금룡;김석동;류용환
    • 한국작물학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.331-338
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    • 1994
  • 콩의 종실크기 및 종피색에 따른 침종후 수분흡수, 자엽손상 및 배축신장의 차이를 구명하고자, 황색 및 흑색 대소립종 각각 4품종씩을 공시하여 경시적인 수분 흡수및 발아양상을 조사하고 나아가서, 침종후 자엽손상률과 발아과정중의 배축신장력을 상호비교하였던바, 다음과 같은 몇가지 결과를 얻었다. 1. 유근의 중양은 대립종이 높았으나, 종실에 대한 유근의 비율에 있어서는 대립종이 1.8%, 소립종 2.9%로 소립종이 현저히 높았고, 종피색간에는 차이를 보이지 않았으며, 종피율은 대립종 6.6%에 비하여 소립종은 9.2%로 뚜렷히 높았고, 흑색종은 황색종에 비하여 높은 종피율을 보여 흑색종의 종피가 두껍다는 것을 알 수있었다. 2. $25^{\circ}C$에서의 수분흡수를 보면 소립종이 초기 수분흡수력이 높았으나, 수분평형상태에 도달한 24시간에는 대립종의 수분흡수율이 다소 높았고, 흑색종피종은 침종후 3시간까지는 수분흡수가 황색종에 비해 크게 지연되었으나, 침종 24시간에는 오히려 높은 수분흡수율을 보였다 3. 종실의 경도는 대소립종 및 종피색간 차이가 없었고, 침종후 24시간에 조사한 자엽손상률은 대립종이 78%를 보인 반면, 소립종은 자엽손상이 전혀 발생되지 않았으며, 흑색종은 황색종에 비하여 자엽 손상률이 낮은 경향을 보였다. 4. 최종 발아율 및 발아속도는 소립종이 높았으며, 무색종은 발아속도는 느렸으나, 최종 발아율은 황색종과 차이가 없었다. 5. 발아기간중 조사한 배축장은 대체적으로 소립종이 큰 경향을 보였고, 자엽에 대한 배축의 생체중 비율도 소립중이 뚜렷히 높았으나, 배축 두께는 대립종이 더 두꺼웠다. 6. 100입중과 종피율, 배의 비율 간은 부의 상관이 인정되었고, 자엽손상률과 정의 상관을 나타내었으며, 침종후 3시간의 수분흡수율과는 부의 상관을 보였으나 수분흡수 평형상태에 도달한 침종후 24시간의 수분흡수율과는 정의 상관을 보였다.

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Observation of Mitotic Chromosome behavior according to Different Treatment Methods of DNA Methylation Inhibitor

  • Seong-Wook Kang;Ji-Yoon Han;Seong-Woo Cho
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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    • pp.221-221
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    • 2022
  • Chromosome breakage occurred by DNA methylation inhibitor. Zebularine is known as DNA methylation inhibitor and suitable for water solubility among different DNA methylation inhibitors as 5-Azacytidine and 5-aza-2'-deoxycytidine. We used zebularine as mutagen according to different methods by roots absorption and seed imbibition. After zebularine treatment, DNA methylation inhibitor, we observed mitotic chromosome behavior what is different according to two different treatment methods. First, seed imbibition treatment in 1,000 μM of zebularine solution for 72 hours in dark conditions. The second treatment to seedlings of Keumkang was also treated in 1,000 μM of zebularine solution for 72 hours after germination. Root and shoot showed different elongations in each treatment. Root absorption treatment(3.01±0.48, 2.00±0.26) showed the shortest elongation in root and shoot than control(8.16±0.61, 4.03±0.48) and seed imbibition treatment(4.33±0.80, 2.48±0.36). It can be explained root tip meristematic cell activity was damaged by DNA methylation inhibitor. Primary root tips were collected in DW for 24 hours at low temperature(0℃) and fixed in fixation solution for 3 days to chromosome observation in mitosis. Mitotic index, chromosome structure and chromosome aberration were observed by phase-contrast microscope. Mitotic index of the control(0.29) showed twice mitotic cells as the treated groups(imbibition 0.15, absorption 0.14). Observation of chromosomes showed some short chromosomes and loosen chromosomes affected by zebularine. It is considered because of zebularine damage DNA in mitosis. We observed "gap by chromosome breakage" in chromosomes that have loose parts between centromere and telomere. It seems demethylation of zebularine occurs chromosome breakage.

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Antioxidant Potentials and Quantification of Flavonoids in Mung Bean (Vigna radiata L.) Seeds

  • Kim Dong-Kwan;Kim Jung-Bong;Chon Sang-Uk;Lee Ya-Seong
    • Plant Resources
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    • 제8권2호
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    • pp.122-129
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    • 2005
  • Mung bean (Vigna radiata L.) is an increasingly important human food source, as well as a new functional agent, mainly due to its potent antioxidant activity. This study was conducted to determine antioxidant activity of fractions from mung bean seeds by measuring DPPH radical scavenging activity and to quantify the flavonoids by means of HPLC analysis. Vitexin and isovitexin were present in both ethanol and water extracts in highest amount. Flavonoids, vitexin and isovitexin were quantified from 195 germplasms of mung beans and their concentrations varied by 4.7 fold. Especially, the breeding line KM99004-4B-2 (Suwon28/KM94004), which has grown in Jeollanamdo Agricultural Research and Extension Services, showed the highest amount (15.88 mg/g) of total flavonoids. The vitexin portion was averaged $70.73{\pm}1.38\%$. High positive correlation $(r=0.96^{***})$ between vitexin and isovitexin contents showed. However, the flavonoid content showed very low correlation with the 24 growth and ecological characteristics. Seed coats of mung beans had the highest flavonoid amount, showing $50\~70$ times more than cotyledons. Flavonoid contents in the seed, the cotyledon, and the seed coat were decreased as the seed imbibition time increased.

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입묘율 향상을 위한 더덕 종자의 처리 효과 (Effects of Seed Treatments for Promoting Seedling Emergence of Codonopsis lanceolata Trautv.)

  • 강진호;심영도;정종일
    • 한국약용작물학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.68-75
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    • 2001
  • 더덕 재배시에 종자 발아율이 낮아 입묘가 불량함으로서 영농에 실패하는 경우가 빈번하다. 재배면적이 비교적 넓은 더덕의 입묘을을 향상시키고자 파종 이후 종자가 부딪히는 광조건을 고정한 후 Priming, $GA_3$, 건조, 침종 등 파종전 종자에 손쉽게 가할 수 있는 처리의 효과를 구명하여 더덕종자의 파종전 처리를 모형화하기 위하여 본 연구를 실시하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 발아율은 청색광, 적색광 또는 암상태에서 $Ca(NO_3)_2$ 150 mM에 2일간 priming 처리하는 것보다는 0.1 mM에 3일간 1일 12시간의 청색광을 가하면서 $GA_3$를 처리하는 것에서 높았다. 그러나 $GA_3$ 처리 후의 건조는 적색광을 처리하면서 $35^{\circ}C$에 4시간 건조하는 것이 발아율이 가장 양호하였다. 한편 $GA_3$ 처리된 종자는 건조시켜야 발아율이 향상되었으며, 파종 직전 1일간 침종시켜야 발아 뿐만 아니라 유묘출현도 향상 촉진되었다. 이상의 결과로부터 입묘율을 높이기 위한 더덕종자의 파종전 처리는 $20^{\circ}C$에서 1일 12시간의 청색광을 가하면서 $GA_3$ 0.1 mM에 3일간 침종한 후에 $35^{\circ}C$에서 4시간 적색광을 처리하여 건조된 종자를 파종 직전 $20^{\circ}C$의 물에 1일간 침종하는 과정으로 모형화되었다.

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Effect of Fluorescent Light Treatment during Imbibition and Culture on Growth of Soybean Sprout

  • Kang, Jin-Ho;Park, A-Jung;Jeon, Byung-Sam;Yoon, Soo-Young;Lee, Sang-Woo
    • 한국작물학회지
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    • 제48권4호
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    • pp.292-296
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    • 2003
  • The lateral root formation in soybean sprout culture declines its quality. This study was done to measure the effect of fluorescent light treatment during 24 hour imbibition and 6-day culture on seed germination and growth of soybean sprout. After 6 day culture, the sprouts were sorted as normal (>4cm), abnormal (<4cm) and non-germination by their hypocotyl lengths, and lateral roots, fresh and dry weights were measured. Lateral roots were less formed in the fluorescent light treatment lasted during the whole period of the imbibition than in the treatment for 50 minutes a day during the culture. The fluorescent light treatment during the imbibition mainly affected the germination and growth compared to the treatment done during the culture. Compared to the dark imbibition, the light treatment during the imbibition resulted in more normal sprouts, thicker diameters of hypocotyl and hook, and more fresh weights in cotyledon, hypocotyl, whole sprout, and economic yield. However, these results were reverse in lengths of hypocotyl and root, and fresh and dry weights of roots. It is concluded that the fluorescent lamp mainly irradiating red and blue lights can be used for the sprout production as an alternative light replacing blue and red lights treated during the imbibition because it blocked the lateral root appearance and stimulated growth of the sprout.

한국잔디종자의 발아촉진을 위한 Sodium Hypochlorite와 Potassium Hydroxide 처리효과의 비교 (Comparison of Sodium Hypochiorite and Potassium Hydroxide as Seed Treatment for Stimulating Germination of Korean Lawngrass (Zoysia japonica Steud.) Seed)

  • 구자형;원동찬;김태일
    • 아시안잔디학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.41-48
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    • 1988
  • Research was conducted to obtain easy and secure methods for promoting germination of Korean lawngrass (Zoysia japonic a Steud.) seed. The effect of sodium hypochiorite (NaOCl) treatment on germination of seeds was compared with that of potassium hydroxide (KOH) treatment under conditions of duration of seed storage after harvest and temperature of treatment. Emergence of seedlings from soil and micro-flora infection rate among seed treatments were investigated. 1. The promotion of germination was much more evident in seeds treated with 4% NaOCl for 8 and 10 hours than in seeds treated with 25% or 30% KOH for 30 and 40 minutes. Longer durations of storage before seed treatment in KOH than in NaOCl were required to initiate enough germination. 2. Differences in temperature of treatment with NaOCT did not have much influence on germination of seeds and treatment temperature of 15˚C was better than that of 200˚C and 300˚C for promoting germination. But seed treatment with KOH significantly promoted germination with increasing temperature of treatment from I 5˚C to 20˚C and 30˚C. 3. GA$_3$ treatment enhanced germination in NaOCl-pretreated seeds at early stage of imbibition and in-creased about 10% germination after 10 days of imbibition in KOH-pretreated seeds. 4. NaOC1 treatments significantly decreased the rate of the infection of microflora in seed samples and enhaced emergence of seedlings from soil compared with KOH treatment. 5. NaOC1 treatment had advantage over KOH treatment with respect to ease of preparing, securing and handling in stimulating germinating of Korean lawngrass seeds.

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