[논문]P-V 곡선을 통한 누룩치, 고려엉경퀴, 병풍쌈의 내건성 평가

이경철; 한상섭

doi:10.7783/kjmcs.2012.20.1.036

P-V 곡선을 통한 누룩치, 고려엉경퀴, 병풍쌈의 내건성 평가
Evaluation of Drought Tolerance of Pleurospermum camtschaticum, Cirsium setidens and Parasenecio firmus Obtained from Pressure-Volume Curves 원문보기

韓國藥用作物學會誌 = Korean journal of medicinal crop science, v.20 no.1, 2012년, pp.36 - 41

이경철 (강원대학교 산림환경과학대학 산림자원학전공) , 한상섭 (강원대학교 산림환경과학대학 산림자원학전공)

Abstract ▼ AI-Helper

This study was carried out to establish a proper cultivation site and diagnose the drought tolerance of Pleurospermum camtschaticum, Cirsium setidens and Parasenecio firmus leaves by using pressure-volume curves. The result of ${\Psi}_o^{sat}$ and ${\Psi}_o^{tlp}$ were lower in Pleurospermum camtschaticum leaves. On the other hand, it appeared that $E_{max}$ of Pleurospermum camtschaticum was approximately six times higher than that of Parasenecio firmus. The values of $RWC^{tlp}$ is all above 88% showing that the function of osmoregulation is somewhat better, and Vo/DW, Vt/DW, Ns/DW of Pleurospermum camtschaticum leaves were approximately 2~4 times Lower than other ones. Thus, responses to water relations of Pleurospermum camtschaticum, Cirsium setidens and Parasenecio firmus such as ${\Psi}_o^{sat}$, ${\Psi}_o^{tlp}$, $E_{max}$, ${\Psi}_{P,max}$, $RWC^{tlp}$ were shown that the Pleurospermum camtschaticum leave was higher drought tolerance than Cirsium setidens and Parasenecio firmus leaves.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이 연구는 산채의 일종으로 약리효과가 뛰어나며 기능성 식품으로 개발가능성이 높은 누룩치 (Pleurospermum camtschaticum)와 고려엉겅퀴 (Cirsium setidens), 병풍쌈 (Parasenecio firmus)의 내건성에 관계하는 수분특성인자를 알아보고자 P-V 곡선법 (Pressure-volume curves)을 적용하여 압포텐셜 (Ψp), 최대포수시의 삼투포텐셜 (Ψosat), 초기원형질분리점의 삼투포텐셜 (Ψotlp), Osmole 수 (Ns/DW), 세포막의 최대탄성계수(Emax), 세포막을 자유롭게 이동할 수 있는 삼투수의 총량에 대한 초기원형질분리점의 상대함수율 (RWCtlp), 잎의 총함수량에 대한 초기원형질분리점의 상대함수율 (RWC*) 등을 측정하여 분석하였다.

제안 방법

3 ㎫씩 증압하면서 각 압력단계별로 잎의 수분 침출량을 측정하였다. 수분 침출량 측정을 위해서 tissue paper를 넣은 silicon tube (내경 5 ㎜, 길이 6 ㎝)를 시료의 절단부에 접촉시켜 침출수를 흡수시킨 후 무게의 증가를 침출이 끝날 때까지 10분 간격으로 측정하였다. 최대 1.
측정은 2011년 6월에 이루어졌으며, 시료의 지상부를 절단하고 20~25℃의 실온에서 빛을 차단시킨 상태로 최대 포수상태에 도달하도록 12시간 이상 수분을 흡수시켰다. 실험을 시작하기 전에 시료의 생체중을 측정하고 Pressure Chamber (Model 3100 SAPS Console, Soil Moisture Corp. USA.)에 넣은 후 질소가스를 이용하여 최초 0.3 ㎫에서 0.3 ㎫씩 증압하면서 각 압력단계별로 잎의 수분 침출량을 측정하였다. 수분 침출량 측정을 위해서 tissue paper를 넣은 silicon tube (내경 5 ㎜, 길이 6 ㎝)를 시료의 절단부에 접촉시켜 침출수를 흡수시킨 후 무게의 증가를 침출이 끝날 때까지 10분 간격으로 측정하였다.
측정은 2011년 6월에 이루어졌으며, 시료의 지상부를 절단하고 20~25℃의 실온에서 빛을 차단시킨 상태로 최대 포수상태에 도달하도록 12시간 이상 수분을 흡수시켰다. 실험을 시작하기 전에 시료의 생체중을 측정하고 Pressure Chamber (Model 3100 SAPS Console, Soil Moisture Corp.

대상 데이터

실험에 사용된 재료는 강원대학교에서 평균온도 20 ± 3.0, 상대광도 70~80% 유지하고 관수는 1일 2회 자동급수로 충분히 공급하여 직경 20 ㎝ 포트에 생육시킨 누룩치, 고려엉겅퀴, 병풍쌈을 대상으로 생육이 양호한 3본을 각각 사용하였다.

데이터처리

**Means with different letters are significantly different at P < 0.05, which are testified with one ANOVA test and Duncan's multiple range test.
P-V곡선법은 비교적 재현율이 높기 때문에 (Han, 1991; Lee et al., 2011), 각 시료 별로 3회 반복 측정하였으며, 측정결과는 SPSS Statistics Program (Version 19.0)을 이용하여 Duncan's multiple range test로 유의성 분석을 실시하였다.

이론/모형

잎의 생세포군내의 압포텐셜 (= 팽압; Ψp), 최대포수시의 삼투포텐셜 Ψosat, 초기원형질분리점의 삼투포텐셜 Ψotlp, 세포내용질의 Osmole 수 Ns/DW, 세포막의 최대탄성계수 Emax, 세포막을 자유롭게 이동할 수 있는 삼투수의 총량에 대한 초기 원형질분리점의 상대함수율 RWCtlp, 잎의 총함수량에 대한 초기원형질분리점의 상대함수율 RWC* 등 내건성에 관계되는 수분특성인자는 Tyree와 Hammel (1972)의 P-V 곡선이론을 적용하여 구하였다.

성능/효과

E_max값이 크고 수분저하에 대하여 급속히 팽압이 저하되는 잎은 내건성이 강하다고 하며 (Han, 1991), E_max값이 클수록 내건성과 더불어 내동성 (frost resistance)이 증가한다 (Han and Sim, 1992). E_max값은 누룩치가 26.2 ㎫으로 가장 높았고, 고려엉겅퀴가 16.1 ㎫, 병풍쌈은 4.5 ㎫로 누룩치가 고려엉겅퀴에 비해 약 1.6배, 병풍쌈에 비해 약 5.8배 정도 높은 값을 나타내고 있기 때문에 잎의 원형질 세포막의 수분조절기능이 가장 좋다는 것을 알 수 있었다 (Table 1).
P-V 곡선을 적용하여 누룩치, 고려엉겅퀴, 병풍쌈의 수분특성인자를 측정한 결과 누룩치가 최대포수시의 삼투포텐셜 Ψosat과 초기원형질분리점의 삼투포텐셜 Ψotlp은 가장 낮았으며, 최대팽압 ΨP, max과 최대탄성계수 Emax는 가장 높은 경향을 나타내어 내건성이 가장 강한 종임을 알 수 있었다.
Vo/DW와 Vt/DW, Ns/DW의 값은 계절변화가 심하며, 잎령이 증가하면 잎 세포막의 노화로 세포막의 반투성 기능이 감소하는 반면 침투성이 증가하여 이들 값은 감소한다고 한다(Parker et al, 1982; Han and Sim, 1992; Han, 1991). Vt/ DW, Vo/DW, Ns/DW는 병풍쌈이 가장 높은 값을 보인 반면 누룩치가 가장 낮은 값을 나타내어 누룩치가 고려엉겅퀴와 병풍쌈보다 건성잎의 성질을 갖은 종임을 알 수 있었다.
, 2003; Taiz and Zeiger, 2006). 누룩치, 고려엉겅퀴, 병풍쌈의 RWC^tlp는 88~91% 범위를 나타냈으며, 종간의 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 총 수분량에 대한 상대함수율 RWC^* 역시 유의적인 차이를 보이지 않았으며, 3종 모두 삼투조절기능이 비교적 좋은 것을 알 수 있었다.
또한 병풍쌈은 Ψosat과 Ψotlp이 가장 높았고, 낮은 ΨP, max과 Emax를 나타내어 내건성이 약할 것으로 생각된다.
또한 병풍쌈은 Ψ_o^sat과 Ψ_o^tlp이 가장 높았고, 낮은 Ψ_P, max과 E_max를 나타내어 내건성이 약할 것으로 생각된다. 상대함수율 RWC^tlp은 3종 모두 88~91% 범위를 나타내어 비교적 삼투조절기능이 좋은 종임을 알 수 있었고, Vo/DW, Vt/DW, Ns/DW은 누룩치가 가장 낮은 값을 보여 건성엽의 특징을 나타냈다.
1에 나타냈다. 원형질분리가 일어난 이후 침출수량 (Ve)과 압력의 역수 1/P의 직선관계는 모두 상관계수 0.99 이상의 높은 값으로 1%의 유의성을 나타냈다. 이 직선의 연장선과 종축의 교점은 최대포수시의 삼투포텐셜 Ψ_o^sat, 횡축과의 교점은 symplastic water의 총량 V_O, 곡선과의 교점은 초기원형질분리점의 삼투포텐셜 Ψ_o^tlp, 즉 압포텐셜 (Ψ_p)이 0인 점을 각각 의미한다 (Neil, 1988; Park, 2009).
위 결과를 통해 누룩치가 고려엉겅퀴, 병풍쌈에 비해 내건성이 강하고, 건성엽의 특성을 나타내어 비교적 건조한 환경에서도 생육이 가능할 것으로 생각되며, 병풍쌈은 가장 높은 Ψosat과 Ψotlp을 나타내어 내건성은 가장 약한 것으로 나타났으며, 습윤한 지역이 생육에 적합함을 알 수 있었다.
누룩치, 고려엉겅퀴, 병풍쌈의 RWC^tlp는 88~91% 범위를 나타냈으며, 종간의 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 총 수분량에 대한 상대함수율 RWC^* 역시 유의적인 차이를 보이지 않았으며, 3종 모두 삼투조절기능이 비교적 좋은 것을 알 수 있었다. Han (1991)이 보고한 바에 의하면 P-V 곡선법에서 얻은 상대함수율인자에서 내건성에 크게 관계되는 인자는 RWC^tlp 값이며, 그 밖에 상대함수율은 잎 고유의 특성만을 의미한다고 한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	산림부산물 중 산채의 최근 추세는?	다양한 산림부산물 중에서 산채는 특유의 맛과 향, 약효, 식생활 습관, 계절감 등 다양한 이유로 옛부터 기능성 식품으로 꾸준히 이용되어 왔다. 최근에는 경제 발전과 산업화에 의한 환경오염의 증가 및 생활수준의 향상으로 건강의 중요성에 대한 인식이 높아지면서 산림에서 생산되는 청정 기능성 산채의 가치가 높아지고 있으며, 수요 또한 증가하는 추세이다. 특히 일반 식생활에서 부족되기 쉬운 각종 비타민과 무기질이 풍부하고, 섬유소가 많아 변비나 각종 성인병 예방이 도움이 되며, 소비자들의 욕구를 충족시킬 수 있는 산채는 청정함과 기능성을 가지고 있어 농가의 고소득 작물로 각광받고 있다 (Nam and Baik, 2005; Lee et al., 2011).
	누룩치의 기능은?	, 1998; Lee et al., 2011), 산채의 일종으로 누리대, 왜우산풀로 알려져 있는 누룩치는 a-amylase의 활성 증가, 단백질 분해능 촉진, 항산화작용 및 항돌연변이원 효과가 확인되어 소화촉진 효과 및 항암기능이 있다고 한다 (Chung and Lee, 1998; Cho et al., 2004).
	누룩치는 어떤 조건에서 생장하나?	, 2010). 누룩치는 생육기에 매우 낮은 광조건에서 생장하고, 이식재배시 성묘율이 낮아 재배면적 확대가 어려운 산채로 알려져 있으며 (Hong, 1997), 고려엉겅퀴는 30% 차광시 생장에 유리한 것으로 보고된 바 있다 (Suh et al., 1996).

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