The morphological changes of anthracnose (fungus) -infected tomato seeds have been studied to identify the infection and characterize its effect. Full-field optical coherence tomography (FF-OCT) has been utilized as a nondestructive but efficient modality for visualizing the effects of fungal infection. The cross-sectional images extracted from a stack of en face FF-OCT images showed significant changes with infection in the seed structure. First of all, the seed coat disappeared with the infection. The thickness of the seed coat of a healthy seed was measured as 28.2 ㎛, with a standard deviation of 1.2 ㎛. However, for infected seeds the gap between surface and endosperm was not appreciably observed. In addition, the measurements confirmed that the dryness of seeds did not affect the internal seed structure. The reconstructed three-dimensional (3D) image revealed that the permeability of the seed coat, which plays the vital role of protecting the seed, is also affected by the infection. These results suggest that FF-OCT has good potential for the identification of fungus-infected tomato seeds, and for many other tasks in agriculture.
한국산 열당과의 종자형태를 조사하기 위하여 5속 5종 1 변종과 히말라야의 Boschniakia himalaica Hook. f. & Thomson in Hook. f.(총 7 분류군)의 종자를 주사전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 한국산 열당과는 종자 크기, 종피의 구조, 과실 당 종자의 수에 따라 두 가지 유형이 구별 되었다. - Type I: 크기가 1mm 미만, 종피 구조는 망상, 과실 당 종자의 개수는 약 1,000개 이상. Type I은 외종피의 내부 표면 무늬에 따라 세 가지 하위구분으로 나뒤어 질 수 있다; (1) Subtype Ia: 망상 -불규칙한 줄무늬형(Ia')과 깊은 망상(Ia")을 포함한다. (2) Subtype Ib: 유공상, (3) Subtype Ic: 평활상. Type II: 크기가 1mm 이상, 종피구조는 불규칙하게 돌출된 모양(creasted), 과실 당 종자의 개수는 약 1,000개 미만(Lathraea japonica Miq.). 한국산 열당과에 대한 종자 형질의 분류학적 적용에 관하여 간략하게 검토하였다.
We developed a real-time screening system using optical coherence tomography (OCT) to distinguish the fruitful melon seeds efficiently. Cross-section images of melon seeds infected with Cucumber green mottle mosaic virus (CGMMV) showed an additional layer that did not appear in normal seeds. Additional layer appeared under $100{\sim}300{\mu}m$ from the surface of the seed. OCT can visualize the micro-structural and morphological changes of the internal seed structure. Real-time OCT seed screening system provided the real-time, non-destructive, cross-section image and quantitative information such as A-scan analysis of selected region in the cross-section image. We can distinguish the viral infection seeds while monitoring the averaged A-scan analysis graph in real-time by considering the second peak value of the graph which refers to the layer that occurred owing to the virus. Real-time OCT seed screening system could assist to distinguish the disease caused by CGMMV.
한국산 쓴풀속(용담과) 식물 중 남한에 분포하는 5분류군과 변이체라 생각되는 1분류군, 총 6분류군에 대하여 줄기, 잎, 자방, 악, 자방의 횡단면, 주두, 잎표피, 주맥표면, 화관열편 표면, 밀선, 종피와 화분의 해부학적 형질과 미세구조를 조사하여 절과 종간의 한계를 분명히 하여 종 동정의 어려움을 해결하고 분류학적 위치를 설정하고자 본 연구를 수행하였다. 또한 북한에 분포하는 1분류군은 동경대학의 소장품을 관찰하여 분류군의 기재에 사용하였다. 연구결과, 자방의 내부구조, 밀선의 형태, 화관열편 표면의 미세구조 그리고 화분 표면의 무의 등에 의해 2개의 절로 구분되었고 밀선과 종피의 미세구조에 의해 종간의 구분이 가능하였으며, 이 형질들은 쓴풀속의 분류군들을 구별할 수 있는 매우 유용한 형질로 밝혀졌다. 변이체라고 생각되었던 큰잎쓴풀(화관 열편에 자색 점무늬를 갖는 분류군)A형은 자색 점 이외의 형질들에서는 전혀 차이를 찾아볼 수 없어 모종의 변이 폭에 넣는 것이 타당하다고 생각된다.
종자번식을 통한 다량육묘로 다량재배의 필요성이 제기되고 있는 둥굴레는 발아 과정이 복잡하기 때문에 다량육묘 또는 이에 관한 연구를 위하여는 발아 과정을 체계적으로 자료화하여야 할 것이다. 본 연구는 둥굴레의 종자 구조와 유묘 출현 특성을 체계화하여 종자를 이용한 다량번식 체계에 대한 정보를 얻고자 수행 되었다. 둥굴레 종자는 직생배주(直生胚珠)로서 경실(硬實)이었으며, 배는 linear형으로 종자의 중앙에 배열하고 있었다. 발아는 정단조직에 소주아(小珠芽)와 뿌리의 시원체(始原體)를 가지고 있는 배의 아래 부분이 신장하여 돌출하는 형태로 진행되었고, 배유의 저장 양분은 생장하고 있는 배가 배유를 잠식하는 방법으로 이용되고 있었다. 배가 돌출한 후 시간이 경과하면서 소주아(小珠芽)와 뿌리가 발달하고 형성된 소주아(小珠芽)의 정단에 상배축이 돌기하였다. 상배축(上胚軸)은 다량육묘에서 저온처리를 통한 휴면타파 처리 후에야 신장하기 시작하였으며, 출아 후 형성되는 단자엽과 초장은 출아 중의 광도에 크게 영향을 받았다. 한편 재배 또는 가공에 이용되는 지하경은 소주아(小珠芽)가 최초의 조직으로 소주아(小珠芽)에 형성된 마디로부터 다음의 지하경이 분지되는 형태를 보였다.
옥수수의 종자발육에 ethylene이 미치는 영향을 알기 위하여 마치종, 단옥수수, 초당옥수의 배와 배유의 발육과 ethylene 발생을 조사하였다. 그리고 초당옥수수에 ethylene 발생과 작용을 조절하는 aminoethoxyvinyl glycine(AVG), silver thiosulfate(STS), ethephon(2-chloroethylphosphonic acid, CEPA)를 출사 후 9 및 21일에 전 식물체와 포엽에 처리하여 ethylene 발생양상과 배와 배유의 발육을 조사하여 채종 시 종자발달을 촉진할 수 있는 방법을 찾고자 하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 마치종은 배와 배유 모두 출사 후 56일까지 건물중이 증가하였다. 그러나 단옥수수와 초당옥수수의 배는 출사 후 각각 56일 및 49일까지, 배유는 출사 후 35일 및 28일까지 증가하였다. 2. 종자의 ethylene 발생량은 초당옥수수가 단옥수수나 마치종보다 많았다. 3. 배유조직의 변화는 출사 후 21일부터 배의 끝 부분에서 동공이 생기기 시작하여 마치종은 동공이 유지되나 단옥수수는 출수 후 42일에는 동공이 붕괴되었고, 초당옥수수는 배 위쪽 및 옆쪽까지 동공이 생겼다가 수축되었다. 4. 초당옥수수 품종 Xtrasweet 82에서 AVG와 STS는 ethylene 발생량을 감소시키고 100립중을 다소 증가시켰으나, CEPA는 ethylene 발생량을 증가시키고 100립중을 감소 시키는 경향이었다. 5. CEPA 처리는 배유에 동공이 발생하는 시기가 다소 빨랐으나 AVG와 STS 처리는 큰 효과가 없었다.
본 실험은 경실 종자인 잇꽃의 종자구조와 발아특성을 밝히고자 수행하였다. 잇꽃 종자의 외형적 특징은 단단한 종피 표면에 제(hilum)와 주공(micropyle)이 있으며, 제는 종자의 발달과정에서 태좌와 연결되어 있었고, 주공은 암술대와 연결되어 있었던 부분이다. 종자 침종 후 2-3시간 후에 제의 표면이 열렸으며, 발아 시 유아(embryo)가 제를 뚫고 돌출되었다. 잇꽃 종자의 흡습 전에 제와 주공에 파라핀을 처리하여 밀봉한 결과, 제 부위를 밀봉한 처리에서 종자의 발아가 이루어지지 않아 잇꽃 종자의 수분과 산소 교환이 제를 통하여 이루어진다는 것을 확인하였다. 잇꽃 종자의 제가 물에 잠기도록 수분을 공급한 발아실험(top of paper method)에서는 $15^{\circ}C$에서 31.3%, $20^{\circ}C$에서 15.7%, 그리고 $25^{\circ}C$에서 6.0%가 발아하였으며, between-paper method에 의한 실험에서는 $15^{\circ}C$에서 45.5%, $20^{\circ}C$에서 30.0%, $25^{\circ}C$ 14.0%로 발아율이 나타났고, 토양에 파종한 종자는 온도에 관계 없이 80% 내외의 발아율을 보여, 잇꽃 종자의 발아에 수분공급 조건과 온도가 밀접하게 연관되어 있었다. 제(hilum)의 내부 구조를 SEM(scanning electron microscope)을 이용하여 관찰한 결과 도관요소를 구성하는 세포로 이루어져 있었다. 이러한 결과로 볼 때, 잇꽃 종자의 제(hilum)는 발아과정에서 수분흡수와 가스교환 통로가 되는 것으로 판단된다.
The objective of this study is to elucidate the feasibility of synchrotron X-ray micro CT as a non-destructive imaging method to visualize the three-dimensional morphological structures of biological and non-biological samples. The experiments were conducted in 7B2 X-ray micro CT beamline in Pohang Accelerate Laboratory (PAL). A rotational 3-axis stage was specially designed for $0^{\circ}-180^{\circ}$ scanning of test samples. Preliminary tests were performed for opaque samples including a mosquito head, a plant seed and gas diffusion layer (GDL) of polymer electrolyte fuel cell to verify the feasibility of the X-ray micro CT. It visualized clearly the internal structure of all the test samples, supporting its usefulness.
Salt marsh is an important transitional zone among terrestrial, riverine, and marine ecosystems and is a productive habitat that interacts extensively with adjacent landscape elements of estuarine and coastal ecosystems. Nowadays, in addition to various human activities, a variety of natural processes induce changes in salt marshes. This study aims to provide background information to restore disturbed salt marshes and to propose their ecological restoration using seed banks. The study area is a prepared area for the Gwangyang Container Port located in the southern Korea. This area was formed by accumulating mud soils dredged from the bottom of the forward sea. This land was created in a serial process of preparing the Gwangyang container port and the salt marsh was passively restored by seeds buried in mud soil dredged from seabed. As a result of stand ordination based on vegetation data collected from the land, stands were arranged according to tolerance to salinity in the order of $Suaeda$$maritima$, $Salicornia$$europaea$, and $Phragmites$$communis$ communities on the Axis 1. Landscape structure of the projected area was analyzed as well. Edges of the projected area were divided from the marginal waterway by the dike. Four types of vegetation appeared on the dike: $Alnus$$firma$ plantation, $Robinia$$pseudoacacia$ plantation, $Lespedeza$$cyrtobotrya$ plantation, and grassland. In the more internal areas, two types of vegetation sequences appeared: $Aster$$tripolium$ community-$Suaeda$$glauca$ community-$Salicornia$$europaea$ community sequence and $Aster$$tripolium$ community-$Suaeda$$maritima$ community-$S.$$europaea$ community sequence. Mixed community showed the highest species diversity (H' = 0.86) and $S.$$europaea$ community showed the lowest (H' = 0.0). Evenness is the highest in Mixed community (J' = 2.26) and the lowest in $S.$$maritime-S.$$europaea$ community (J' = 0.0). Several plant communities were successfully established on the land created by mud soil dredged from the bottom of Gwangyang Bay. Moreover, community diversity in this area approached a similar level with those from other studies involving natural salt marshes. Therefore, restoration effect based on community diversity obtained in our study can be evaluated as a successful achievement. In this respect, although most salt marshes in Korea and other places worldwide have been destroyed or disturbed by excessive land use, feasibility of seed bank as a restoration tool is greatly expected.
한국산 쓴풀속(용담과) 식물 중 남한에 분포하는 5분류군과 변이체라 생각되는 1분류군, 총 6분류군에 대하여 외부형태학적 형질을 재검토하였고 판별분석(44개의 양적형질)을 수행하여 절과 종간의 한계를 분명히 하여 종 동정의 어려움을 해결하고 분류학적 위치를 설정하고자 본 연구를 수행하였다. 또한 북한에 분포하는 1분류군은 동경대학의 소장품을 관찰하여 분류군의 기재에만 사용하였다. 조사결과, 밀선의 전체적 형태, 화관과 꽃받침의 열편수에 의해 2개 절로 구분되었으며 경생엽의 형태와 화관의 색과 무의에 의해 종간 구분이 가능하였다. 변이체라고 생각되었던 큰잎쓴풀(화관 열편에 자색 점무의를 갖는 분류군) A형은 자색 점 이외의 형질들에서는 전혀 차이를 찾아볼 수 없어 모종의 변이 폭에 넣는 것이 타당하다고 생각된다. 판별분석에 의해 쓴풀속의 식물들을 구별하는 중요한 양적형질은 화관에 관여하는 형질들임이 밝혀졌다. 종자의 형태와 종피의 형질은 종이상을 구별하는 매우 유용한 형질로 밝혀졌다. 따라서 한국산 쓴풀속 식물들에 대한 종 동정의 어려움을 해결하였으며, 속내의 분류학적 위치를 명확히 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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