본 실험은 콩 (cv. 신팔달콩2호, 태광콩)에서 한발, 염, 고온, 저온의 환경스트레스에 대한 비파괴적 엽록소 형광반응 변수들의 반응분석과 변수간의 관련성을 구명하기 위하여 2005년 한경대학교에서 수행되었으며, 그 결과는 다음과 같다. (1) 한발스트레스 제한 관수처리에 의한 콩의 수분포텐셜은 신팔달콩2호보다 태광콩에서 더 빠르게 감소하였다. 최적 또는 약한 한발조건에서 광이용효율(F'q/F'm)은 신팔달콩2호가 태광콩에 비해 높아다. 따라서 F'q/F'm는 콩에서 한발스트레스에 대한 품종 선택의 지표로서 적용 가능성을 제시하였다. (2) 염류스트레스 두 콩 품종의 초장과 잎 크기는 염 처리에 의해 작아졌으며, 태광콩의 잎은 염분처리에 의해 시듦 현상을 보였다. 외관적으로 신팔달콩2호가 태광콩보다 염분스트레스에 대한 내성이 강하였다. 두 품종에서 ...
본 실험은 콩 (cv. 신팔달콩2호, 태광콩)에서 한발, 염, 고온, 저온의 환경스트레스에 대한 비파괴적 엽록소 형광반응 변수들의 반응분석과 변수간의 관련성을 구명하기 위하여 2005년 한경대학교에서 수행되었으며, 그 결과는 다음과 같다. (1) 한발스트레스 제한 관수처리에 의한 콩의 수분포텐셜은 신팔달콩2호보다 태광콩에서 더 빠르게 감소하였다. 최적 또는 약한 한발조건에서 광이용효율(F'q/F'm)은 신팔달콩2호가 태광콩에 비해 높아다. 따라서 F'q/F'm는 콩에서 한발스트레스에 대한 품종 선택의 지표로서 적용 가능성을 제시하였다. (2) 염류스트레스 두 콩 품종의 초장과 잎 크기는 염 처리에 의해 작아졌으며, 태광콩의 잎은 염분처리에 의해 시듦 현상을 보였다. 외관적으로 신팔달콩2호가 태광콩보다 염분스트레스에 대한 내성이 강하였다. 두 품종에서 염스트레스 처리 4일째까지 최대광이용효율(Fv/Fm)과 F'q/F'm는 감소하였으며, F'q/F'm의 감소 비율은 태광콩에서 더 빠르게 나타났다. 비광포획율(NPQ)는 염을 처리한 두 품종 모두에서 증가하였으며, 태광콩보다 신팔달콩2호에서 그 수치가 더 높았다. Fv/Fm과 F'q/F'm 그리고 NPQ를 종합한 결과, 신팔달콩2호가 태광콩에 비해 염스트레스에 대한 광화학적 반응효율이 높았다. F'q/F'm는 콩에서 염분스트레스의 내성품종 선발에 적용 가능한 변수로 추정된다. 또한 염분스트레스에 의한 광화학적 반응은 한반스트레스의 반응과 명확한 차이가 있음을 지적하였다. (3) 온도스트레스 저온에서 F'q/F'm의 수치는 두 품종 모두 처리 3일후부터 감소하였으며, NPQ는 처리 1일부터 증가하였다. 두 품종간에 저온에 대한 엽록소 형광반응의 차이는 나타나지 않았다. Fv/Fm는 고온에서 높게, 저온에서는 낮게 변화하였다. F'q/F'm는 고온처리의 경우에서만 증가했고, NPQ는 고온에서는 감소하였으나 저온처리는 증가되었다. 최대형광반응값(Fm)과 광조건하에서의 약광에 유도된 최소형광반응값(F'o)은 고온에서 모두 낮게 나타났으며, 저온에서는 상반된 결과를 보였다. (4) 엽록소 형광반응의 수치 해석 콩에서 한발, 염, 고온, 저온스트레스에 대한 내성검정에 유효하게 적용될 수 있는 엽록소형광반응의 변수는 F'q/F'm과 NPQ로 지적되었다. F'q/F'm과 NPQ의 두변수를 이용한 분산그래프에서 스트레스원의 군집분포가 분류되었으며, 군집분포의 품종간 차이도 발견되었다. 결론적으로 엽록소 형광반응 측정변수인 F'q/F'm과 NPQ의 통합적 분석법은 환경스트레스 내성품종의 판별에 적용될 수 있으며, 또한 광화학 반응에 관여하는 인자들간의 조절기작을 구명하는데 중요한 기초정보를 제공할 수 있다.
본 실험은 콩 (cv. 신팔달콩2호, 태광콩)에서 한발, 염, 고온, 저온의 환경스트레스에 대한 비파괴적 엽록소 형광반응 변수들의 반응분석과 변수간의 관련성을 구명하기 위하여 2005년 한경대학교에서 수행되었으며, 그 결과는 다음과 같다. (1) 한발스트레스 제한 관수처리에 의한 콩의 수분포텐셜은 신팔달콩2호보다 태광콩에서 더 빠르게 감소하였다. 최적 또는 약한 한발조건에서 광이용효율(F'q/F'm)은 신팔달콩2호가 태광콩에 비해 높아다. 따라서 F'q/F'm는 콩에서 한발스트레스에 대한 품종 선택의 지표로서 적용 가능성을 제시하였다. (2) 염류스트레스 두 콩 품종의 초장과 잎 크기는 염 처리에 의해 작아졌으며, 태광콩의 잎은 염분처리에 의해 시듦 현상을 보였다. 외관적으로 신팔달콩2호가 태광콩보다 염분스트레스에 대한 내성이 강하였다. 두 품종에서 염스트레스 처리 4일째까지 최대광이용효율(Fv/Fm)과 F'q/F'm는 감소하였으며, F'q/F'm의 감소 비율은 태광콩에서 더 빠르게 나타났다. 비광포획율(NPQ)는 염을 처리한 두 품종 모두에서 증가하였으며, 태광콩보다 신팔달콩2호에서 그 수치가 더 높았다. Fv/Fm과 F'q/F'm 그리고 NPQ를 종합한 결과, 신팔달콩2호가 태광콩에 비해 염스트레스에 대한 광화학적 반응효율이 높았다. F'q/F'm는 콩에서 염분스트레스의 내성품종 선발에 적용 가능한 변수로 추정된다. 또한 염분스트레스에 의한 광화학적 반응은 한반스트레스의 반응과 명확한 차이가 있음을 지적하였다. (3) 온도스트레스 저온에서 F'q/F'm의 수치는 두 품종 모두 처리 3일후부터 감소하였으며, NPQ는 처리 1일부터 증가하였다. 두 품종간에 저온에 대한 엽록소 형광반응의 차이는 나타나지 않았다. Fv/Fm는 고온에서 높게, 저온에서는 낮게 변화하였다. F'q/F'm는 고온처리의 경우에서만 증가했고, NPQ는 고온에서는 감소하였으나 저온처리는 증가되었다. 최대형광반응값(Fm)과 광조건하에서의 약광에 유도된 최소형광반응값(F'o)은 고온에서 모두 낮게 나타났으며, 저온에서는 상반된 결과를 보였다. (4) 엽록소 형광반응의 수치 해석 콩에서 한발, 염, 고온, 저온스트레스에 대한 내성검정에 유효하게 적용될 수 있는 엽록소형광반응의 변수는 F'q/F'm과 NPQ로 지적되었다. F'q/F'm과 NPQ의 두변수를 이용한 분산그래프에서 스트레스원의 군집분포가 분류되었으며, 군집분포의 품종간 차이도 발견되었다. 결론적으로 엽록소 형광반응 측정변수인 F'q/F'm과 NPQ의 통합적 분석법은 환경스트레스 내성품종의 판별에 적용될 수 있으며, 또한 광화학 반응에 관여하는 인자들간의 조절기작을 구명하는데 중요한 기초정보를 제공할 수 있다.
This experiment was carried out to evaluate the numerical values of chlorophyll fluorescence parameters and to find the relationships among the chlorophyll fluorescence parameters using fluorescence image analyzer against to abiotic stresses, drought, salt, high and low temperature in soybean cultiv...
This experiment was carried out to evaluate the numerical values of chlorophyll fluorescence parameters and to find the relationships among the chlorophyll fluorescence parameters using fluorescence image analyzer against to abiotic stresses, drought, salt, high and low temperature in soybean cultivars, Shinpaldalkong2 and Taekwangkong, at Hankyoung National University, Anseong, in 2005. 1. Drought Stress The decrease of leaf water potential by restricted irrigation was rapidly progressed in Taekwangkong than in Shinpaldalkong2. The PSⅡ operating efficiency (F'q/F'm) was higher in Shinpaldalkong2 than in Taekwangkong in optimum or mild drought status. The F'q/F'm could be used as a indicator of cultivar selection to drought stress in soybean. 2. Salt Stress The plant height and leaf size of two soybean cultivars were became smaller by salt treatments, and the leaves of Taekwangkong showed a withering symptom in salt treatments. Shinpaldalkong2 had exhibited more tolerente to salt stress than Taekwangkong, apparently. Fv/Fm and F'q/F'm values of two soybean cultivars treated with salt stress were decreased until 4 days and the decreasing rate in F'q/F'm values was profound in Taekwangkong. The non-photochemical quenching (NPQ) values were enhanced in two soybean cultivars grown under salt stress and the values were higher in Shinpaldalkong2 than in Taekwangkong. Based on the results of Fv/Fm, F'q/F'm and NPQ, Shinpaldalkong2 had efficiently responded on the photochemical reaction against salt stress than Taekwangkong. It was, furthermore, estimated that the F'q/F'm value could be a valuable parameter for screening of salt tolerance cultivars in soybean. Thus, the changes of photochemical reaction to salt stress were clearly different from those of drought stress. 3. Temperature Stress The F'q/F'm values of plant treated with low temperature were decreased from the 3th day. NPQ showed a rapid response to low temperature in two soybean cultivars that the values of NPQ were rapidly increased from the first day after treatment. The difference of chlorophyll fluorescence between cultivars was not found. On the changes of photochemical reactions according to the change of atmospheric temperature, the Fv/Fm values were reduced in high and low temperature treatments. However, the decreasing rate of Fv/Fm was higher in high temperature than in low temperature. On the other hand, the values of F'q/F'm were increased only in high temperature. The NPQ values were decreased in high temperature and increased in low temperature. In fluorescence kinetics, the maximum fluorescence (Fv) and minimum fluorescence (F'o) was lowered under high temperature. On the contrary, the kinetics of low temperature showed almost the opposite results. 4. Evaluation of chlorophyll fluorescence parameters It was indicated that the valuable parameters were F'q/F'm and NPQ. In the scattering graphes based on the values of F'q/F'm and NPQ obtained from abiotic stress, drought, salt, high and low temperature in two soybean cultivars, the spots were clustered by the source of stress. Therefore, the photochemical responses to abiotic stresses were completely different from whatever abiotic stresses were. There was also a distinct difference in clustering between cultivars of soybean plant. These results suggested that the evaluating method using two chlorophyll fluorescence parameters, F'q/F'm and NPQ, simultaneous could be available to application in discrimination of stress tolerant cultivar and to clarifying the regulatory mechanism among the components participated in photochemical reactions.
This experiment was carried out to evaluate the numerical values of chlorophyll fluorescence parameters and to find the relationships among the chlorophyll fluorescence parameters using fluorescence image analyzer against to abiotic stresses, drought, salt, high and low temperature in soybean cultivars, Shinpaldalkong2 and Taekwangkong, at Hankyoung National University, Anseong, in 2005. 1. Drought Stress The decrease of leaf water potential by restricted irrigation was rapidly progressed in Taekwangkong than in Shinpaldalkong2. The PSⅡ operating efficiency (F'q/F'm) was higher in Shinpaldalkong2 than in Taekwangkong in optimum or mild drought status. The F'q/F'm could be used as a indicator of cultivar selection to drought stress in soybean. 2. Salt Stress The plant height and leaf size of two soybean cultivars were became smaller by salt treatments, and the leaves of Taekwangkong showed a withering symptom in salt treatments. Shinpaldalkong2 had exhibited more tolerente to salt stress than Taekwangkong, apparently. Fv/Fm and F'q/F'm values of two soybean cultivars treated with salt stress were decreased until 4 days and the decreasing rate in F'q/F'm values was profound in Taekwangkong. The non-photochemical quenching (NPQ) values were enhanced in two soybean cultivars grown under salt stress and the values were higher in Shinpaldalkong2 than in Taekwangkong. Based on the results of Fv/Fm, F'q/F'm and NPQ, Shinpaldalkong2 had efficiently responded on the photochemical reaction against salt stress than Taekwangkong. It was, furthermore, estimated that the F'q/F'm value could be a valuable parameter for screening of salt tolerance cultivars in soybean. Thus, the changes of photochemical reaction to salt stress were clearly different from those of drought stress. 3. Temperature Stress The F'q/F'm values of plant treated with low temperature were decreased from the 3th day. NPQ showed a rapid response to low temperature in two soybean cultivars that the values of NPQ were rapidly increased from the first day after treatment. The difference of chlorophyll fluorescence between cultivars was not found. On the changes of photochemical reactions according to the change of atmospheric temperature, the Fv/Fm values were reduced in high and low temperature treatments. However, the decreasing rate of Fv/Fm was higher in high temperature than in low temperature. On the other hand, the values of F'q/F'm were increased only in high temperature. The NPQ values were decreased in high temperature and increased in low temperature. In fluorescence kinetics, the maximum fluorescence (Fv) and minimum fluorescence (F'o) was lowered under high temperature. On the contrary, the kinetics of low temperature showed almost the opposite results. 4. Evaluation of chlorophyll fluorescence parameters It was indicated that the valuable parameters were F'q/F'm and NPQ. In the scattering graphes based on the values of F'q/F'm and NPQ obtained from abiotic stress, drought, salt, high and low temperature in two soybean cultivars, the spots were clustered by the source of stress. Therefore, the photochemical responses to abiotic stresses were completely different from whatever abiotic stresses were. There was also a distinct difference in clustering between cultivars of soybean plant. These results suggested that the evaluating method using two chlorophyll fluorescence parameters, F'q/F'm and NPQ, simultaneous could be available to application in discrimination of stress tolerant cultivar and to clarifying the regulatory mechanism among the components participated in photochemical reactions.
주제어
#plant stresses 엽록소 식물 스트레스
학위논문 정보
저자
김현희
학위수여기관
The Graduate School of Technology Hankyong National University
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