[학위논문]콩과식물 4 종 잎의 표피세포 및 epicuticular wax crystals의 형태학적 비교 연구 A Morphological Study of Leaf Epidermal Cells and Epicuticular Wax Crystals on Four Typical Species of Fabaceae원문보기
큐티클은 식물체의 외부 표면을 덮고 있으며 식물을 보호하는 물리적 장벽이다. 특히 외기와 접촉하는 표피세포의 표면에는 epicuticular wax crystals이 발달한다. 본 연구는 팥속(Phaseolus)의 녹두(Phaseolus radiatus)와 적두(Phaseolus angularis), 콩속(Glycine)의 백태(Glycine max L. Yellow Soybean) 및 서리태(Glycine max L. Black Soybean)를 대상으로 잎의 표피세포와 epicuticular wax crystals를 중심으로 이들의 형태 및 구조를 ...
큐티클은 식물체의 외부 표면을 덮고 있으며 식물을 보호하는 물리적 장벽이다. 특히 외기와 접촉하는 표피세포의 표면에는 epicuticular wax crystals이 발달한다. 본 연구는 팥속(Phaseolus)의 녹두(Phaseolus radiatus)와 적두(Phaseolus angularis), 콩속(Glycine)의 백태(Glycine max L. Yellow Soybean) 및 서리태(Glycine max L. Black Soybean)를 대상으로 잎의 표피세포와 epicuticular wax crystals를 중심으로 이들의 형태 및 구조를 광학현미경과 주사전자현미경으로 조사하였고, 이를 바탕으로 큐티클 관련 주요 미세형질의 하나인 epicuticular wax crystals의 형태와 분포 등을 이용하여 종간의 차이점을 밝히고자 하였다. 전체적인 표피세포의 크기는 팥속이 콩속 보다 큰 것으로 관찰되었다. 4 종의 표본에서 잎의 표피세포는 다양한 크기와 형태의 큐티클층으로 덮여 있었다. 그러나 표피세포는 공통적으로 세포의 가장자리가 다소 함몰되고 중앙지역이 완만하게 융기되어 있는 형태를 이루었으며, 주변의 표피세포와 퍼즐 형태로 맞물려 있었다. 표피세포는 다소 불규칙한 형태로 관찰되었는데, 표피세포의 형태에 따라서 두 가지 유형으로 구분할 수 있었다. 제 1유형인Rod형 세포는 4 종의 식물 모두 75%에 가까운 다수를 차지하고 있으며, 제 2유형인 Tripod형 세포는 모두 25% 정도의 적은 비율로 구성되어 있었다. 잎의 향축면 표피세포의 표면을 주사전자현미경을 통해 관찰한 결과, epicuticular wax crystals가 판상 형태의 결정체구조로 이루어져 있었으며 표피세포의 피복비율에서 뚜렷한 차이를 보였다. 팥속의 녹두와 적두는 epicuticular wax crystals가 매우 적고 불규칙하게 분산되어 있는 형태였으며, 콩속의 백태와 서리태의 epicuticular wax crystals는 조밀하게 형성되어 있었으며 서로 유기적으로 연결된 망상구조를 나타내었다. 또한 팥속의 잎 두께가 콩속보다 두꺼운 반면, epicuticular wax crystals의 피복비율은 콩속이 팥속보다 높게 나타났다. 이러한 결과는 잎의 두께와 epicuticular wax crystals의 피복비율이 서로 반비례의 관계임을 나타내었고, 이들 두 가지 표피세포벽의 방어기작에 관여하는 두 가지 형질 사이에는 깊은 상관관계가 있음을 입증하는 것이었다. 또한 잎 표피세포의 형태와 epicuticular wax crystals의 형태 및 분포 등의 차이로 인해 일부 콩과식물의 종과 품종의 구분이 가능함을 확인할 수 있었다.
큐티클은 식물체의 외부 표면을 덮고 있으며 식물을 보호하는 물리적 장벽이다. 특히 외기와 접촉하는 표피세포의 표면에는 epicuticular wax crystals이 발달한다. 본 연구는 팥속(Phaseolus)의 녹두(Phaseolus radiatus)와 적두(Phaseolus angularis), 콩속(Glycine)의 백태(Glycine max L. Yellow Soybean) 및 서리태(Glycine max L. Black Soybean)를 대상으로 잎의 표피세포와 epicuticular wax crystals를 중심으로 이들의 형태 및 구조를 광학현미경과 주사전자현미경으로 조사하였고, 이를 바탕으로 큐티클 관련 주요 미세형질의 하나인 epicuticular wax crystals의 형태와 분포 등을 이용하여 종간의 차이점을 밝히고자 하였다. 전체적인 표피세포의 크기는 팥속이 콩속 보다 큰 것으로 관찰되었다. 4 종의 표본에서 잎의 표피세포는 다양한 크기와 형태의 큐티클층으로 덮여 있었다. 그러나 표피세포는 공통적으로 세포의 가장자리가 다소 함몰되고 중앙지역이 완만하게 융기되어 있는 형태를 이루었으며, 주변의 표피세포와 퍼즐 형태로 맞물려 있었다. 표피세포는 다소 불규칙한 형태로 관찰되었는데, 표피세포의 형태에 따라서 두 가지 유형으로 구분할 수 있었다. 제 1유형인Rod형 세포는 4 종의 식물 모두 75%에 가까운 다수를 차지하고 있으며, 제 2유형인 Tripod형 세포는 모두 25% 정도의 적은 비율로 구성되어 있었다. 잎의 향축면 표피세포의 표면을 주사전자현미경을 통해 관찰한 결과, epicuticular wax crystals가 판상 형태의 결정체구조로 이루어져 있었으며 표피세포의 피복비율에서 뚜렷한 차이를 보였다. 팥속의 녹두와 적두는 epicuticular wax crystals가 매우 적고 불규칙하게 분산되어 있는 형태였으며, 콩속의 백태와 서리태의 epicuticular wax crystals는 조밀하게 형성되어 있었으며 서로 유기적으로 연결된 망상구조를 나타내었다. 또한 팥속의 잎 두께가 콩속보다 두꺼운 반면, epicuticular wax crystals의 피복비율은 콩속이 팥속보다 높게 나타났다. 이러한 결과는 잎의 두께와 epicuticular wax crystals의 피복비율이 서로 반비례의 관계임을 나타내었고, 이들 두 가지 표피세포벽의 방어기작에 관여하는 두 가지 형질 사이에는 깊은 상관관계가 있음을 입증하는 것이었다. 또한 잎 표피세포의 형태와 epicuticular wax crystals의 형태 및 분포 등의 차이로 인해 일부 콩과식물의 종과 품종의 구분이 가능함을 확인할 수 있었다.
The cuticle, the epidermal structure of plants, is a physical barrier that protects plants from the various environmental stresses. The most aerial parts of plants in land are mainly coated with epicuticular wax. In this study, two species of Glycine, and two species of Phaseolus were examined with ...
The cuticle, the epidermal structure of plants, is a physical barrier that protects plants from the various environmental stresses. The most aerial parts of plants in land are mainly coated with epicuticular wax. In this study, two species of Glycine, and two species of Phaseolus were examined with the light and electron microscope to determine the structural features of leaves and epicuticular wax crystals on epidermal cells. Mesophyll cells were tightly packed in Phaseolus, however, relatively loose in Glycine. Species of Phaseolus, mung bean had three cell layers of palisade and two cell layers of spongy mesophylls, but two each cell layers in red bean, Black Soybean and Yellow Soybean. Also, intercellular spaces were significantly correlated with compaction of mesophyll cells and number of mesophyll layers. More expanded intercellular spaces were markedly observed in both leaf sections of Black Soybean and Yellow Soybean. Scanning electron microscope micrographs of epidermal cells of four species exhibited their shapes as like a jigsaw puzzle. These cells were characterized by the cytoplasmic margin, which two kinds of cell types were grouped into Type R(rod-shaped) and Type T(tripod-shaped). The former had several ridges of cytoplasm, while the latter had three prominent ridges of cytoplasm. In all samples of four species about 75% of epidermal cells were belong to Type R, whereas 25% of the remnants were grouped into Type T. In adaxial leaves of four species, epicuticular wax crystals were abundantly or poorly occurred on the epidermal cells. Their average ratio of surface coverage of black soybean was 72%, of yellow soybean was 46%, of mung bean was 19%, and of red bean was 6%. Epicuticular wax crystals of both species of Glycine, Black Soybean and Yellow Soybean, were appeared on the whole surfaces as the distinctive netted structures. On the other hand, epicuticualr wax crystals of both species of Glycine, red bean and mung bean, were hardly absent on the epidermal surfaces. It was previously reported that red bean usually absorbs excessive water as compared with other plants, and most of them are evaporated through the stomata. The thickness of leaves were negatively correlated with the coverage and amounts of epicuticular wax crystals on the epidermal cells. The above results indicate that various inner and outer structures of leaf related to the defense mechanism functions cooperatively.
The cuticle, the epidermal structure of plants, is a physical barrier that protects plants from the various environmental stresses. The most aerial parts of plants in land are mainly coated with epicuticular wax. In this study, two species of Glycine, and two species of Phaseolus were examined with the light and electron microscope to determine the structural features of leaves and epicuticular wax crystals on epidermal cells. Mesophyll cells were tightly packed in Phaseolus, however, relatively loose in Glycine. Species of Phaseolus, mung bean had three cell layers of palisade and two cell layers of spongy mesophylls, but two each cell layers in red bean, Black Soybean and Yellow Soybean. Also, intercellular spaces were significantly correlated with compaction of mesophyll cells and number of mesophyll layers. More expanded intercellular spaces were markedly observed in both leaf sections of Black Soybean and Yellow Soybean. Scanning electron microscope micrographs of epidermal cells of four species exhibited their shapes as like a jigsaw puzzle. These cells were characterized by the cytoplasmic margin, which two kinds of cell types were grouped into Type R(rod-shaped) and Type T(tripod-shaped). The former had several ridges of cytoplasm, while the latter had three prominent ridges of cytoplasm. In all samples of four species about 75% of epidermal cells were belong to Type R, whereas 25% of the remnants were grouped into Type T. In adaxial leaves of four species, epicuticular wax crystals were abundantly or poorly occurred on the epidermal cells. Their average ratio of surface coverage of black soybean was 72%, of yellow soybean was 46%, of mung bean was 19%, and of red bean was 6%. Epicuticular wax crystals of both species of Glycine, Black Soybean and Yellow Soybean, were appeared on the whole surfaces as the distinctive netted structures. On the other hand, epicuticualr wax crystals of both species of Glycine, red bean and mung bean, were hardly absent on the epidermal surfaces. It was previously reported that red bean usually absorbs excessive water as compared with other plants, and most of them are evaporated through the stomata. The thickness of leaves were negatively correlated with the coverage and amounts of epicuticular wax crystals on the epidermal cells. The above results indicate that various inner and outer structures of leaf related to the defense mechanism functions cooperatively.
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