내음성이 강한 죽절초 유묘를 대상으로 죽절초의 생육환경 변화에 따른 반응을 보기 위하여 서로 다른 광조건의 비음처리 I, II, III 그리고 자연조건(full sunlight)을 구분하여 각 처리구별 죽절초의 생리적 반응을 비교하였다. 생리적 반응의 비교를 위한 측정요소로 엽록소 함량, 광합성율, 기공전도도, 엽육 세포내 $CO_2$농도를 조사하였다. 비음처리구간간의 차이는 크게 나타나지 않았으나, 자연조건과 비음 처리구와의 차이는 크게 나타났다. 자연조건(full sunlight)일 때, 죽절초는 비음 처리구에 비하여 낮은 엽록소 함량과 광합성율, 기공전도도를 나타냈으며, 엽육 세포내 $CO_2$농도와 수분이용효율이 높게 나타났다. 이것은 죽절초의 광합성기구에 광저해 현상이 일어나 광반응 기구에 피해를 준것으로 보여지며, 적은 양의 빛을 효율적으로 이용하기 위해 순화된 죽절초는 높은 광조건하에서 잘 적응하지 못하고, 높은 광이 스트레스로 작용함을 알 수 있다.
내음성이 강한 죽절초 유묘를 대상으로 죽절초의 생육환경 변화에 따른 반응을 보기 위하여 서로 다른 광조건의 비음처리 I, II, III 그리고 자연조건(full sunlight)을 구분하여 각 처리구별 죽절초의 생리적 반응을 비교하였다. 생리적 반응의 비교를 위한 측정요소로 엽록소 함량, 광합성율, 기공전도도, 엽육 세포내 $CO_2$농도를 조사하였다. 비음처리구간간의 차이는 크게 나타나지 않았으나, 자연조건과 비음 처리구와의 차이는 크게 나타났다. 자연조건(full sunlight)일 때, 죽절초는 비음 처리구에 비하여 낮은 엽록소 함량과 광합성율, 기공전도도를 나타냈으며, 엽육 세포내 $CO_2$농도와 수분이용효율이 높게 나타났다. 이것은 죽절초의 광합성기구에 광저해 현상이 일어나 광반응 기구에 피해를 준것으로 보여지며, 적은 양의 빛을 효율적으로 이용하기 위해 순화된 죽절초는 높은 광조건하에서 잘 적응하지 못하고, 높은 광이 스트레스로 작용함을 알 수 있다.
The purpose of this study was to examine the reaction in variable light environments on shade tolerant species, Chloranthus glaber. We raised Chloranthus glaber seedlings under four light conditions: PPFD 400, 250, $100\;{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ and full sunlight (PPFD $1600\;{\mu}mol...
The purpose of this study was to examine the reaction in variable light environments on shade tolerant species, Chloranthus glaber. We raised Chloranthus glaber seedlings under four light conditions: PPFD 400, 250, $100\;{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ and full sunlight (PPFD $1600\;{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$). Using 2 years old seedlings, chlorophyll content, photosynthetic rate, stomata conductance and intercellular $CO_2$ concentration were investigated. Shaded seedlings had higher chlorophyll content, photosynthetic rates, and stomatal conductance, but not higher intercellular $CO_2$ concentration than those in the full sun treatment. This result suggested that growth and physiology of Chloranthus glaber adapted to low light intensity.
The purpose of this study was to examine the reaction in variable light environments on shade tolerant species, Chloranthus glaber. We raised Chloranthus glaber seedlings under four light conditions: PPFD 400, 250, $100\;{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ and full sunlight (PPFD $1600\;{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$). Using 2 years old seedlings, chlorophyll content, photosynthetic rate, stomata conductance and intercellular $CO_2$ concentration were investigated. Shaded seedlings had higher chlorophyll content, photosynthetic rates, and stomatal conductance, but not higher intercellular $CO_2$ concentration than those in the full sun treatment. This result suggested that growth and physiology of Chloranthus glaber adapted to low light intensity.
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문제 정의
흡수되는 광 에너지 량이 광합성의 용량을 초과하여 들어올 때, 과잉에너지는 세포막 등 세포의 구성요소와 광합성 기구를 광산화시키는 등 많은 손상을 끼치며 그 결과 광합성율이 감소되고 결국 물질생산량이 저하되어 고광 조건에서 식물의 적응성을 감소시킨다. 이 연구는 내음성이 강한 수종인 죽절초를 대상으로 엽록소 함량, 광합성율, 기공전도도, 엽육 세포 내 CO2 농도 그리고 수분이용효율 조사를 통하여 생육 최적 광도가 어느 정도인지를 구명하기 위해 수행되었다.
제안 방법
각 수종의 광합성능력 (Net photosynthesis rate; An), 기공증산속도(stomatai transpiration rate; E), 기공전도도(stoma tai conductance; gHQ), 엽육 세포 내 CO2농도는Licor-6400 Portable Photosynthesis System (Li-cor Inc., USA)을 이용하여 측정하였다. 이때 leaf chamber에 유입되는 공기의 유량은 500 pmol s-1 이며, Chamber 온도는 25℃, CO2농도는 400jimol mol1, 습도는 60-70% RH로 조절하였다.
난대산림연구소에 식재되어 있는 죽절초 묘목을 대상으로 화분에 이식하여 자연조건(full sunlight)에 비하여 각각 30%, 50%, 70%의 비음처리를 하였다. 죽절초는 2년생 묘목을 이용하였는데 비음처리를 위해 1 년생 죽절초를 플라스틱 폿트(15 cmX 15 cm)에 이식하여 각각의 비음처리구에서 1년간 생육시켰다.
내음성이 강한 죽절초 유묘를 대상으로 죽절초의 생육환경 변화에 따른 반응을 보기 위하여 서로 다른광조건의 비음처리 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ 그리고 자연조건(Rill sunlight)을 구분하여 각 처리구별 죽절초의 생리적 반응을 비교하였다. 생리적 반응의 비교를 위한 측정요소로 엽록소 함량, 광합성율, 기공전도도, 엽육 세포 내 CO2농도를 조사하였다.
순 광합성 능력은 광도를 PPFD 0, 50, 100, 300, 500, 800, 1000, 1500, 2000 nmol m_2s-1S. 변화를 주어 Light curve> 그려 각 지점의 광합성 특성을 비교하였다. 수분이용효율은 광합성능력/증산량(Ashraf et al.
죽절초는 2년생 묘목을 이용하였는데 비음처리를 위해 1 년생 죽절초를 플라스틱 폿트(15 cmX 15 cm)에 이식하여 각각의 비음처리구에서 1년간 생육시켰다. 비음처리 구는 시중에서 판매되는 비음망 3종류 를 사용하였고, 2005년 6월에 맑은 날을 택해 오후 1시부터 2 시 사이에 매일 1 회씩 7일간 광도계 (Minolta, JP/T- 10)로 각 처리구의 광도를 측정하였다. 측정된 7일간의 평균광도는 제 1 비음처리구가 PPFD 100 pmol m'V1, 제 2 비음처리구가 PPFD 250 μmol m-2s-1, 제 3 비음처리구가 PPFD 400 μmol m-2s-1이었고 전광은 PPFD 1600 μmol m-2s-1이었다.
비교하였다. 생리적 반응의 비교를 위한 측정요소로 엽록소 함량, 광합성율, 기공전도도, 엽육 세포 내 CO2농도를 조사하였다. 비음처리구간간의 차이는 크게 나타나지 않았으나, 자연조건과 비음 처리구와의 차이는 크게 나타났다.
, 2002)으로 계산하였다. 수분이용효율의 계산에 사용한 광합성 능력과 증산량은 PPFD 1000 nmol mes-1 광도에서 측정하였다
이론/모형
변화를 주어 Light curve> 그려 각 지점의 광합성 특성을 비교하였다. 수분이용효율은 광합성능력/증산량(Ashraf et al., 2002)으로 계산하였다. 수분이용효율의 계산에 사용한 광합성 능력과 증산량은 PPFD 1000 nmol mes-1 광도에서 측정하였다
성능/효과
엽육 세포 내 CO2 농도는 모든 광도에서 자연조건이 가장 낮게 나타났으며, 비음 처리구간 간 처리구 11>111>1, 순으로 나타났다. PPFD 1000 μmol m-2s-1 에서 죽절초의 수분이용효율은 자연조건에서 가장 낮은 광합성율을 보였던 것과는(Fig. 1) 반대로 비음처리구에서 더 낮은 수분이용효율을 나타냈다(Fig. 3). 비음 처리구간간에는 II=IIM 순으로 광도가 높을수록 수분이용효율이 증가하는 경향이 나타났다.
PPFD 1000 μmol m-2s-1에서 수분이용효율은 비음처리 구 보다 자연조건에서 더 높은 값이 나타났다 (Fig. 3). 광도가 높을수록 수분이용효율이 증가하는 경향이 나타났는데, 이것은 광도가 높아질수록 감소하는 기공전도도와 관련이 깊다(Fig.
광도변화에 따른 광합성율의 변화를 보기 위한 Light curve에서, 자연조건과 비음처리구간의 차이가 뚜렷이 나타났다(Fig. 1). 비음처리 Ⅰ에서 가장 높은광합성율을 보였으며, 비음처리구에 비하여 높은 광도를 가지는 자연조건은 가장 낮은 광합성율을 나타냈다.
2A). 또한, 광-광합성곡선과 마찬가지로(Fig. 1) 비음처리구가 자연조건에 비하여 높은 기공전도도가 나타남을 알 수 있었다.
본 실험결과 비음처리구와 대조구인 자연조건(fbll sunlight)에서의 엽록소 함량은 자연조건이 총 엽록소 함량, 엽록소 a, 엽록소 b 모두 비음 처리구에 비하여 현저히 낮은 함량을 나타냈다(Table 1). 일반적으로 식물에 비음처리를 하게 되면, 총 엽록소 함량은 높은 광도에서 자라는 것에 비하여 감소하지만, 엽록소 b의 함량은 증가하여 엽록소 a와 b의 비율이 감소하게 된다(Kim et al, 2001; Verhoeven et al.
, 1995). 본 실험에서 죽절초의 광도변화에 따른 광합성 율이 비음처리구에 비하여 자연조건에서 현저히 감소하였고(Fig. 1), 마찬가지로 기공전도도 자연조건에서 생장한 죽절초가 비음처리구에 비하여 낮게 나타났다 (Fig. 2A). 또한 엽육내 CO2 농도(Ci)도 자연조건에서 생장한 죽절초가 비음처리구에 비하여 낮게 나타남을 볼 수 있었다(Fig.
비음처리 Ⅱ과 Ⅲ 수준에서는, 비음처리 Ⅱ일 때 비음처리 Ⅲ에 비하여 엽록소 a와 엽록소 b의 차이가 거의 없었으며, 총 엽록소 함량의 차이도 적어 비음처리 Ⅱ의 수준과 Ⅲ의 수준 차이는 크지 않았다. 비록, 비음처리 I일 때 엽록소 a의 경우 다른 처리구와 비교하여 그 함량의 차이가 작았지만, 엽록소 b와 총 엽록소의 함량은 다른 처리 구에 비하여 비음처리 I 이 뚜렷이 높은 값을 나타냄으로써, 비음처리 구간간의 광도의 차이가 엽록소 함량^ 변화를 주었음을 알 수 있다. 그러나 엽록소 a와 b의 비율은 자연조건과 비음처리 구간별에 있어 서로간의 유의성이 없었다.
3). 비음 처리구간간에는 II=IIM 순으로 광도가 높을수록 수분이용효율이 증가하는 경향이 나타났다.
1). 비음처리 Ⅰ에서 가장 높은광합성율을 보였으며, 비음처리구에 비하여 높은 광도를 가지는 자연조건은 가장 낮은 광합성율을 나타냈다. 특히, 광포화점 이전의 낮은 광도에서 광도가 증가함에 따른 광합성율의 변화가 자연조건에비하여 광도가 증가함에 따라 더 급격히 증가하는 것을 관찰할 수 있었다.
처리구 간에서는 비음처리 Ⅰ 수준에서 총 엽록소 함량과 엽록소 a와 b의 함량이 다른 처리구에 비하여 비교적 높게 나타났다. 비음처리 Ⅱ과 Ⅲ 수준에서는, 비음처리 Ⅱ일 때 비음처리 Ⅲ에 비하여 엽록소 a와 엽록소 b의 차이가 거의 없었으며, 총 엽록소 함량의 차이도 적어 비음처리 Ⅱ의 수준과 Ⅲ의 수준 차이는 크지 않았다. 비록, 비음처리 I일 때 엽록소 a의 경우 다른 처리구와 비교하여 그 함량의 차이가 작았지만, 엽록소 b와 총 엽록소의 함량은 다른 처리 구에 비하여 비음처리 I 이 뚜렷이 높은 값을 나타냄으로써, 비음처리 구간간의 광도의 차이가 엽록소 함량^ 변화를 주었음을 알 수 있다.
생리적 반응의 비교를 위한 측정요소로 엽록소 함량, 광합성율, 기공전도도, 엽육 세포 내 CO2농도를 조사하였다. 비음처리구간간의 차이는 크게 나타나지 않았으나, 자연조건과 비음 처리구와의 차이는 크게 나타났다. 자연조건(fiill sunlight)일 때, 죽절초는 비음 처리구에 비하여 낮은 엽록소 함량과 광 합성율, 기공전도도를 나타냈으며, 엽육 세포 내 CO2농도와 수분이용효율이 높게 나타났다.
비음처리구간간의 차이는 크게 나타나지 않았으나, 자연조건과 비음 처리구와의 차이는 크게 나타났다. 자연조건(fiill sunlight)일 때, 죽절초는 비음 처리구에 비하여 낮은 엽록소 함량과 광 합성율, 기공전도도를 나타냈으며, 엽육 세포 내 CO2농도와 수분이용효율이 높게 나타났다. 이것은 죽절초의 광합성 기구에 광저해 현상이 일어나 광반응 기구에 피해를 준것으로 보여지며, 적은 양의 빛을 효율적으로 이용하기 위해 순화된 죽절초는 높은 광조건하에서 잘 적응하지 못하고, 높은 광이 스트레스로 작용함을 알 수 있다.
비음처리에 비하여 높은 광도를 가지는 자연조건이 죽절초의 엽록소 함량을 감소시킨 것으로 보인다. 처리구 간에서는 비음처리 Ⅰ 수준에서 총 엽록소 함량과 엽록소 a와 b의 함량이 다른 처리구에 비하여 비교적 높게 나타났다. 비음처리 Ⅱ과 Ⅲ 수준에서는, 비음처리 Ⅱ일 때 비음처리 Ⅲ에 비하여 엽록소 a와 엽록소 b의 차이가 거의 없었으며, 총 엽록소 함량의 차이도 적어 비음처리 Ⅱ의 수준과 Ⅲ의 수준 차이는 크지 않았다.
비음처리 구는 시중에서 판매되는 비음망 3종류 를 사용하였고, 2005년 6월에 맑은 날을 택해 오후 1시부터 2 시 사이에 매일 1 회씩 7일간 광도계 (Minolta, JP/T- 10)로 각 처리구의 광도를 측정하였다. 측정된 7일간의 평균광도는 제 1 비음처리구가 PPFD 100 pmol m'V1, 제 2 비음처리구가 PPFD 250 μmol m-2s-1, 제 3 비음처리구가 PPFD 400 μmol m-2s-1이었고 전광은 PPFD 1600 μmol m-2s-1이었다.
비음처리 Ⅰ에서 가장 높은광합성율을 보였으며, 비음처리구에 비하여 높은 광도를 가지는 자연조건은 가장 낮은 광합성율을 나타냈다. 특히, 광포화점 이전의 낮은 광도에서 광도가 증가함에 따른 광합성율의 변화가 자연조건에비하여 광도가 증가함에 따라 더 급격히 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 따라서 낮은 광도로 유지되는 비음처리 구에 비하여 높은 자연조건에서의 광도조건이 광합성율을 저해하는 요인으로 작용한 것으로 보인다.
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