[국내논문]복숭아 '장호원황도'의 엽위별 잎 발달과 광합성능의 변화에 대한 분석 Analysis on on the Leaf Growth and Changes of Photosynthetic Characterization by Leaf Position in 'Changhowon Hwangdo' Peach원문보기
전엽 후 10일이 경과하면 잎의 위치별 엽내 엽록소 함량에 큰 차이를 보이지 않았고, 전엽 후 10일이 경과되지 않은 잎의 엽록소 함량은 전엽 경과일수가 적을수록 낮았다. 동일한 잎의 위치에서 전엽 후 경과일수에 따른 엽록소 함량의 경시적 변화는 전엽 직후에 $2.56{\mu}g/cm^2$에서 12일째에는 $6.35{\mu}g/cm^2$까지 급격히 증가하고 이후 약 2개월간 완만한 증가 추세를 보였는데 엽록소 함량이 가장 높은 시기는 전엽 후 11주째로 $9.03{\mu}g/cm^2$이었다. 엽면적은 전엽 직후부터 전엽 후 10일까지 급속하게 증가하였으나 그 이후는 거의 변화가 없었다. 잎의 광합성률은 전엽 후 30일까지는 급격히 증가하여 전엽 30일 후에 $13.8{\mu}mol/m^{-2}/sec^{-1}$로 최대치를 보였으며, 이후에는 잎의 광합성능이 급격하게 떨어졌다. 전엽 후 1주와 4주의 광도에 따른 광합성률은 두 시기 모두 PPFD$600{\mu}mol/m^{-2}/sec^{-1}$까지는 PPFD가 증가할수록 광합성률이 급격히 증가하였으나 이후 PPFD $1,200{\mu}mol/m^{-2}/sec^{-1}$까지는 완만한 증가율을 보이다 그 이상에서는 변화를 보이지 않았다. 전엽 후 1주와 전엽 후 4주간에는 전엽 후 4주가 전엽 후 1주에 비해 PPFD 증가에 따른 광합성률이 높은 경향을 보였다. $CO_2$ 농도별 광합성률은 600ppm까지는 농도가 높을수록 광합성성률이 증가하였으나 그 이상의 농도에서는 변화가 없었다. 차광시간별 엽내 sucrose 함량은 1시간 까지는 차광처리구와 무처리구 간 차이를 보이지 않았으나 2시간부터는 차광처리에서 sucrose 함량이 감소하였다.
전엽 후 10일이 경과하면 잎의 위치별 엽내 엽록소 함량에 큰 차이를 보이지 않았고, 전엽 후 10일이 경과되지 않은 잎의 엽록소 함량은 전엽 경과일수가 적을수록 낮았다. 동일한 잎의 위치에서 전엽 후 경과일수에 따른 엽록소 함량의 경시적 변화는 전엽 직후에 $2.56{\mu}g/cm^2$에서 12일째에는 $6.35{\mu}g/cm^2$까지 급격히 증가하고 이후 약 2개월간 완만한 증가 추세를 보였는데 엽록소 함량이 가장 높은 시기는 전엽 후 11주째로 $9.03{\mu}g/cm^2$이었다. 엽면적은 전엽 직후부터 전엽 후 10일까지 급속하게 증가하였으나 그 이후는 거의 변화가 없었다. 잎의 광합성률은 전엽 후 30일까지는 급격히 증가하여 전엽 30일 후에 $13.8{\mu}mol/m^{-2}/sec^{-1}$로 최대치를 보였으며, 이후에는 잎의 광합성능이 급격하게 떨어졌다. 전엽 후 1주와 4주의 광도에 따른 광합성률은 두 시기 모두 PPFD $600{\mu}mol/m^{-2}/sec^{-1}$까지는 PPFD가 증가할수록 광합성률이 급격히 증가하였으나 이후 PPFD $1,200{\mu}mol/m^{-2}/sec^{-1}$까지는 완만한 증가율을 보이다 그 이상에서는 변화를 보이지 않았다. 전엽 후 1주와 전엽 후 4주간에는 전엽 후 4주가 전엽 후 1주에 비해 PPFD 증가에 따른 광합성률이 높은 경향을 보였다. $CO_2$ 농도별 광합성률은 600ppm까지는 농도가 높을수록 광합성성률이 증가하였으나 그 이상의 농도에서는 변화가 없었다. 차광시간별 엽내 sucrose 함량은 1시간 까지는 차광처리구와 무처리구 간 차이를 보이지 않았으나 2시간부터는 차광처리에서 sucrose 함량이 감소하였다.
To investigate factors determining peach fruit quality, chlorophyll content by leaf positions, chlorophyll content of foliated leaf, change of leaf area, and photosynthetic capacity were monitored. Photosynthetic rate in response to radiation intensity and $CO_2$ concentration, and change...
To investigate factors determining peach fruit quality, chlorophyll content by leaf positions, chlorophyll content of foliated leaf, change of leaf area, and photosynthetic capacity were monitored. Photosynthetic rate in response to radiation intensity and $CO_2$ concentration, and change of sucrose content after shading treatment also were investigated. Chlorophyll content was similar in $5-12^{th}$ leaves after 10 days of foliation, while young $13-16^{th}$ leaves showed lower chlorophyll contents. Chlorophyll content was 2.56 ${\mu}g/cm^2$ on May $28^{th}$, just after foliation, and rapidly increased up to 6.35 ${\mu}g/cm^2$ on June $12^{th}$. After this point, chlorophyll content gradually increased during two months showing the highest value of 9.03 ${\mu}g/cm^2$ on August $14^{th}$. Leaf area was 27.1 $cm^2$ just after foliation and 37.7 $cm^2$ on $10^{th}$ day of foliation increasing 10.6 $cm^2$ during 10 days. Leaf area slowly increased by 3.9 $cm^2$ during next one month. Photosynthetic capacity increased rapidly until the $30^{th}$ day of foliation showing the highest capacity of 13.8 ${\mu}mol/m^{-2}/sec^{-1}$. After this point, photosynthetic capacity decreased sharply. Photosynthetic rate in response to radiation intensity increased rapidly until the PPFD reached to 600 ${\mu}mol/m^{-2}/sec^{-1}$ and increased gradually from 600 ${\mu}mol/m^{-2}/sec^{-1}$ to 1200 ${\mu}mol/m^{-2}/sec^{-1}$ of PPFD and stayed stable beyond this point. Photosynthetic rate in response to $CO_2$ concentration increased until 600 ppm of $CO_2$. At higher $CO_2$ concentration, photosynthetic rate stayed stable or decreased. Sucrose content in leaves was not significantly different between control and shading group until one hour of shading treatment while decreased in shading group after two hours of treatment.
To investigate factors determining peach fruit quality, chlorophyll content by leaf positions, chlorophyll content of foliated leaf, change of leaf area, and photosynthetic capacity were monitored. Photosynthetic rate in response to radiation intensity and $CO_2$ concentration, and change of sucrose content after shading treatment also were investigated. Chlorophyll content was similar in $5-12^{th}$ leaves after 10 days of foliation, while young $13-16^{th}$ leaves showed lower chlorophyll contents. Chlorophyll content was 2.56 ${\mu}g/cm^2$ on May $28^{th}$, just after foliation, and rapidly increased up to 6.35 ${\mu}g/cm^2$ on June $12^{th}$. After this point, chlorophyll content gradually increased during two months showing the highest value of 9.03 ${\mu}g/cm^2$ on August $14^{th}$. Leaf area was 27.1 $cm^2$ just after foliation and 37.7 $cm^2$ on $10^{th}$ day of foliation increasing 10.6 $cm^2$ during 10 days. Leaf area slowly increased by 3.9 $cm^2$ during next one month. Photosynthetic capacity increased rapidly until the $30^{th}$ day of foliation showing the highest capacity of 13.8 ${\mu}mol/m^{-2}/sec^{-1}$. After this point, photosynthetic capacity decreased sharply. Photosynthetic rate in response to radiation intensity increased rapidly until the PPFD reached to 600 ${\mu}mol/m^{-2}/sec^{-1}$ and increased gradually from 600 ${\mu}mol/m^{-2}/sec^{-1}$ to 1200 ${\mu}mol/m^{-2}/sec^{-1}$ of PPFD and stayed stable beyond this point. Photosynthetic rate in response to $CO_2$ concentration increased until 600 ppm of $CO_2$. At higher $CO_2$ concentration, photosynthetic rate stayed stable or decreased. Sucrose content in leaves was not significantly different between control and shading group until one hour of shading treatment while decreased in shading group after two hours of treatment.
복숭아의 경우 우리나라의 기상환경 특성상 과실의 성숙기에 기상변화에 따른 과실의 품질에 환경요인의 간섭을 많이 받음에도 불구하고 광합성능 및 광에 대한 품질개선 연구가 매우 미흡한 실정이다. 이에 본 연구는 과실품질향상을 위한 기초자료를 얻고자 복숭아 잎의 발달 특성과 광합성능에 대한 특성변화를 알아보고자 실시하였다.
제안 방법
복숭아 과실품질 관련 요인에 대한 기초자료를 얻고자 신초에 있는 잎의 위치별 엽록소 함량, 전엽 후부터 특정한 위치에 있는 잎의 엽록소 함량, 엽면적 발달 및 광합성능의 경시적 변화 등을 측정하였고, 광도 및 CO2농도에 따른 광합성능의 반응 및 잎을 차광한 후 경과 시간에 따른 엽내 sucrose 함량을 측정하였다.
신초의 엽 위치별 엽록소 함량은 약 30cm 정도 자란 신초상 제 16번째 잎이 전엽되었을 때 각 엽 위치별 총 엽록소 함량을 조사하였고, 엽록소 함량의 경시적 변화는 제5엽을 대상으로 전엽되었을 때부터 약 7~10일 간격으로 측정하였다. 엽록소 함량 측정은 MeOH 25ml에 직경 10mm 잎 절편 5개를 넣고 냉암소에서 12시간 추출한 후 spectrophotometer를 이용, 651nm와 664nm에서 엽록소 a와 b값을 측정한 후 총 엽록소함량은 (25.
잎의 차광처리는 30cm 정도 자라고 생장이 정지된 신초의 중간 잎을 알루미늄 호일로 0.5, 1, 2 및 4시간 빛을 차단한 후 각 시간대별로 잎을 즉시 채취하여 잎 4~5장을 분쇄한 후, 0.2g의 샘플에 10ml의 80% 에탄올을 섞어 균질화하였다. 1시간 동안 교반기 위에서 추출과정을 거친 후 균질화된 샘플을 진공필터를 이용하여 여과된 추출물을 0.
대상 데이터
본 연구의 모든 조사에는 10년생 ‘장호원황도’를 이용하였다.
성능/효과
1). 한편 동일한 잎의 위치에서 전엽 후 경과일수에 따른 엽록소 함량의 경시적 변화는 전엽 직후에 2.56µg/cm2에서 12일째인 6월 12일에는 6.35µg/cm2까지 급격히 증가하고 이후 약 2개월간 완만한 증가 추세를 보였는데 엽록소 함량이 가장 높은 시기는 전엽 후 11주째인 8월 14일로 9.03µg/cm2이었다(Fig. 2). 이러한 결과는 잎의 광합성 능력에 영향을 미칠 것으로 생각되는데 Jones 등(1991)은 식물의 광합성은 잎의 연령, 엽면적 등의 형태적 요인과 광도, 온도, 이산화탄소 농도 등 환경적인 요인에 의해 영향을 받는다고 한 것과 Kim 등(2013)의 토마토에서 생육단계별 광합성속도에 차이가 있다고 한 것으로 미루어 과실의 탄수화물 집적에는 과실의 착과위치와 근접하고 전엽된지 일정시간이 경과된 기부엽의 영향이 크게 작용할 것으로 판단된다.
3). 잎의 광합성률은 전엽 후 30일까지는 급격히 증가하여 전엽 30일 후에 13.8µmol/m−2/ sec−1로 최대치를 보였으며, 이후에는 잎의 광합성능이 급격하게 떨어지는 것으로 나타났다(Fig. 4).
한편 CO2 농도별 광합성률은 600ppm까지는 농도가 높을수록 광합성률이 증가하였으나 그 이상의 농도에서는 변화가 없거나 오히려 감소하였다(Fig. 6). 이와 같은 결과는 일정수준까지 CO2 농도가 증가하면 광합성 속도도 함께 증가하기 때문인 것으로 생각되는데, Ro 등 (2001)은 사과에서 CO2 농도를 360과 650µmol mol−1로 구분하여 처리한 결과 농도를 높였을 때 수체생장이현저히 증가하였고, Lee 등(2009)은 CO2 농도를 대기보다 두 배 정도 높여주면 광합성 능력이 현저히 좋아진다고 하였다.
Fig. 5는 전엽 후 1주와 4주의 광도에 따른 광합성률을 조사한 결과이다. 두 시기 모두 PPFD 600µmol/m−2/ sec−1까지는 광도가 증가할수록 광합성률이 급격히 증가하였으나, 이후 PPFD 1,200µmol/m−2/sec−1까지는 완만한 증가율을 보이다 그 이상에서는 변화를 보이지 않았다. 전엽 후 1주와 전엽 후 4주간에는 전엽 후 4주가 전엽후 1주에 비해 광도 증가에 따른 광합성률이 높은 경향을 보였다.
후속연구
이상의 결과로 볼 때 복숭아 과실품질 향상을 위한 잎의 광합성능 향상을 위해서는 우선적으로 수관 내부까지 광환경 개선이 필요하며, 조기에 엽록소 함량 증가를 위한 엽면적 확보와 더불어 착과량 조절을 통한 엽수확보 및 과실비대 촉진 그리고 관수 및 배수와 성숙기 수체온도 관리를 통한 광합성능을 상승시키는 것이 필요할 것으로 생각되며, 아울러 복숭아 잎에서 생산된 광합성 산물의 전류 및 분배에 관한 이론적 구명을 위한 연구가 필요 할 것으로 생각되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
복숭아의 성숙기를 방해하는 장마의 영향은?
과실의 품질을 결정하는데 가장 중요한 요소인 당성 분은 광합성산물의 과실로의 전류에 의해 축적되는 만큼 잎의 광합성작용은 과실의 품질을 결정하는데 있어 매우 중요하다 할 수 있다. 복숭아의 성숙기와 중복되는 장마 기는 과실의 품질을 높이는데 불리한 환경에 처하게 되는데, 일조부족 혹은 차광(Oh 등, 1997; Kim 등, 2005), 침수 및 배수불량(Kang 등, 2008), 고온(Dejong, 1989; Lee 등, 2009) 및 건조(Kim 등, 2004) 등은 광합성 능력을 저하시켜 과실품질에 불리한 영향을 미친다. 복숭아의 경우 우리나라의 기상환경 특성상 과실의 성숙기에 기상변화에 따른 과실의 품질에 환경요인의 간섭을 많이 받음에도 불구하고 광합성능 및 광에 대한 품질개선 연구가 매우 미흡한 실정이다.
잎의 광합성작용이 과실의 품질에 중요한 이유는?
이렇게 해에 따른 품질변화가 심한 것은 대부분의 복숭아 품종의 성숙기가 장마기와 중복되는 경우가 많아서 기상변화에 의한 영향을 크게 받기 때문이다. 과실의 품질을 결정하는데 가장 중요한 요소인 당성 분은 광합성산물의 과실로의 전류에 의해 축적되는 만큼 잎의 광합성작용은 과실의 품질을 결정하는데 있어 매우 중요하다 할 수 있다. 복숭아의 성숙기와 중복되는 장마 기는 과실의 품질을 높이는데 불리한 환경에 처하게 되는데, 일조부족 혹은 차광(Oh 등, 1997; Kim 등, 2005), 침수 및 배수불량(Kang 등, 2008), 고온(Dejong, 1989; Lee 등, 2009) 및 건조(Kim 등, 2004) 등은 광합성 능력을 저하시켜 과실품질에 불리한 영향을 미친다.
복숭아 과실의 품질변화가 해마다 심한 이유는?
복숭아는 해에 따라 과실의 품질변화가 심한 것으로 알려져 있다. 이렇게 해에 따른 품질변화가 심한 것은 대부분의 복숭아 품종의 성숙기가 장마기와 중복되는 경우가 많아서 기상변화에 의한 영향을 크게 받기 때문이다. 과실의 품질을 결정하는데 가장 중요한 요소인 당성 분은 광합성산물의 과실로의 전류에 의해 축적되는 만큼 잎의 광합성작용은 과실의 품질을 결정하는데 있어 매우 중요하다 할 수 있다.
참고문헌 (15)
Dejong, T.M. 1989. Photosynthesis and Respiration-Peaches, Plums and Nectarines. University of California. pp. 38-41.
Jones, J.W., E. Dayan, L.H. Allen, H. Van Kuelen, and H. Challa. 1991. A dynamic tomato growth and yield model. Amer. Soc. Agricultral Biol. Eng. 34:663-672.
Kamaura, J., H. Yamaya, M. Seito, and S. Ichiki. 1990. Influences of some external treatments and some cultural practices on the occurrence of June drop in apple, with special referrence to photosynthates and and its translocation. Bull. Aomori Apple Exp. Stn. 26:109-133.
Kang, S.B., H.I. Jang, I.B. Lee, J.M. Park, and D.K. Moon. 2008. Effect of waterlogging condition on the photosynthesis of "Campbell Early" grapevine. Kor. J. Hort. Sci. Technol. 26(4):372-379.
Kim, K.Y. and F. Kamota. 1985. The effect of solar radiation on photosynthesis, dark respiration and leaf characteristics in japanese pear and peach canopy. J. Kor. Soc. Hort. Sci. Abst. pp. 56-57.
Kim, S.E., M.Y. Lee, and Y.S. Kim. 2013. Characterization of photosynthetic rates by tomato leaf position. Kor. J. Hort. Sci. Technol. 31(2):46-152.
Kim, S.J., D.J. Yu, J.H. Kim, T.C. Kim, B.Y. Lee, and H.J. Lee. 2004. Comparative photosynthetic charateristics of well-watered and water-stressed 'Rancocas' highbush blueberry leaves. J. Kor. Soc. Hort. Sci. 45(3):143-148.
Kim, S.J., R.N. Bae, D.J. Yu, and H.J. Lee. 2005. Photosynthetic response and growth characteristics in shaded blueberry. Kor. J. Hort. Technol. 23(SUPPL. II) October p. 25.
K.M.A. 2009. Weather information. Korea Meteological Administration.
Lee, C.H., S.B. Kim, B.J. Park, J.H. Koh, and S.J. Kang. 1996. The fruit growth and changes in soluble sugar contents of two peach fruit cultivars after stone hardening stage. J. Kor. Soc. Hort. Sci. Abst. pp.328-329.
Lee, S.G., J.H. Moon, Y.A. Jang, S.Y. Kim, and K.D. Ko. 2009. Change of photosynthesis and cellular tissue under high CO2 concentration and high temperature in radish. Kor. J. Hort. Sci. Technol. 27(2):194-198.
Oh, S.D., D.G. Choi, and C.H. Cho. 1997. Effect of different light condition within canopy on growth and photosynthesis in apple tree. J. Kor. Soc. Hort. Sci. 38(4):391-395.
Ro, H.M., P.K. Kim, I.B. Lee, and J.M. Park. 2001. Photosynthetic and Morphometic response of apple trees after three years of exposure to elevated carbon dioxide and temperature. Kor. J. Hort. Technol. 23(SUPPL. I) p. 40.
Roh, H.M., S.K. Yun, and H.J. Lee. 2011. Photosynthetic efficiencies in the leaves of peach (Prunus percica) trees exposed to increased ambient $CO_2$ concentration. Kor. J. Hort. Technol. 29(SUPPL. I) p. 127.
Yoon, I.K., J.K. Kim, and H.C. Lee. 2002. Study on fruit qualities of peach fruits. Ann. Rep. Nat. Re. Ins. pp. 163-172.
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