[논문]대기 중 CO2 농도의 상승에 대한 배추의 광합성과 생장 반응

오순자; 손인창; 위승환; 송은영; 고석찬

doi:10.5532/kjafm.2016.18.4.357

대기 중 CO2 농도의 상승에 대한 배추의 광합성과 생장 반응
Photosynthetic and Growth Responses of Chinese Cabbage to Rising Atmospheric CO2 원문보기

한국농림기상학회지 = Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology, v.18 no.4, 2016년, pp.357 - 365

오순자 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 온난화대응농업연구소) , 손인창 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 온난화대응농업연구소) , 위승환 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 온난화대응농업연구소) , 송은영 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 온난화대응농업연구소) , 고석찬 (제주대학교 생물학과)

초록
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본 연구는 대기 중 $CO_2$ 농도의 증가가 배추(B. campestris subsp. napus var. pekinensis)의 광합성과 생리적 특성에 미치는 영향을 조사하여 미래의 대기중 $CO_2$ 농도 증가로 인한 고랭지 배추의 생산성을 예측해 보고자 수행하였다. 대기 $CO_2$ 농도를 달리하여 배추를 5주 동안 재배하였을 때, 지상부 생체량, 엽수, 엽면적, 엽장, 엽폭은 모두 대기 $CO_2$ 농도 조건($400{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$)에서 재배된 배추에서보다 고농도의 $CO_2$ 조건($800{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$)에서 재배된 배추에서 더 높게 나타났다. 그리고 증산률(E)이 다소 낮았지만, $CO_2$ 고정률(A), 기공전도도($g_s$)와 수분이용효율(WUE)도 고농도의 $CO_2$에서 높았다. 최대광합성률($A_{max}$)은 대조구인 대기 중 $CO_2$ 농도에서 보다 고농도의 $CO_2$ 조건에서 2.2배 더 높았다. 광보상점($Q_{comp}$)은 대조구에서보다 고농도의 $CO_2$ 조건에서 다소 낮았다. 순양자수율(${\varphi}$)은 고농도의 $CO_2$ 조건에서 재배된 배추에서 높았다. 그러나, $CO_2$반응곡선으로부터 얻은 광호흡률($R_p$), 최대카르복실화속도($V_{cmax}$), $CO_2$ 보상점(CCP), 최대전자전달률($J_{max}$), 탄소고정효율(ACE) 등은 $CO_2$ 농도에 따라서 차이가 없거나 있더라도 미미하였다. 그리고, 광계II의 최대 광화학적 효율($F_v/F_m$)과 잠재적 광합성능($F_v/F_o$)이 $CO_2$ 농도에 따라 유의한 차이를 보이지 않아 고농도 $CO_2$ 조건이 고랭지 재배시 배추의 생육에 스트레스로 작용하지 않는 것으로 보인다. 배추의 광합성을 위한 최적 온도는 고농도 $CO_2$에서 $2^{\circ}C$ 정도 더 높았으며, 최적온도 이상의 조건에서는 대기 $CO_2$와 고농도 $CO_2$에서 모두 $CO_2$ 고정률은 감소하고 암호흡은 증가하는 양상을 보였다. 이상의 결과로부터 미래의 대기 중 $CO_2$ 증가는 고랭지 재배시 배추의 생육에 있어서 스트레스 요인으로 작용하지는 않으며 수광량의 증가가 생산성을 향상시킬 것으로 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper

The effects of elevated atmospheric $CO_2$ on photosynthesis and growth of Chinese cabbage (Brassica campestris subsp. napus var. pekinensis) were investigated to predict productivity in highland cropping in an environment where $CO_2$ levels are increasing. Vegetative growth, based on fresh weight of the aerial part, and leaf characteristics (number, area, length, and width) of Chinese cabbage grown for 5 weeks, increased significantly under elevated $CO_2$ ($800{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$) compared to ambient $CO_2$ ($400{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$). The photosynthetic rate (A), stomatal conductance ($g_s$), and water use efficiency (WUE) increased, although the transpiration rate (E) decreased, under elevated atmospheric $CO_2$. The photosynthetic light-response parameters, the maximum photosynthetic rate ($A_{max}$) and apparent quantum yield (${\varphi}$), were higher at elevated $CO_2$ than at ambient $CO_2$, while the light compensation point ($Q_{comp}$) was lower at elevated $CO_2$. In particular, the maximum photosynthetic rate ($A_{max}$) was higher at elevated $CO_2$ by 2.2-fold than at ambient $CO_2$. However, the photosynthetic $CO_2$-response parameters such as light respiration rate ($R_p$), maximum Rubisco carboxylation efficiency ($V_{cmax}$), and $CO_2$ compensation point (CCP) were less responsive to elevated $CO_2$ relative to the light-response parameters. The photochemical efficiency parameters ($F_v/F_m$, $F_v/F_o$) of PSII were not significantly affected by elevated $CO_2$, suggesting that elevated atmospheric $CO_2$ will not reduce the photosynthetic efficiency of Chinese cabbage in highland cropping. The optimal temperature for photosynthesis shifted significantly by about $2^{\circ}C$ under elevated $CO_2$. Above the optimal temperature, the photosynthetic rate (A) decreased and the dark respiration rate ($R_d$) increased as the temperature increased. These findings indicate that future increases in $CO_2$ will favor the growth of Chinese cabbage on highland cropping, and its productivity will increase due to the increase in photosynthetic affinity for light rather than $CO_2$.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서, 본 연구는 대기 중 CO₂ 농도가 증가하였을 때 배추의 생리적 특성과 광합성에 미치는 영향을 조사하여 미래의 CO₂ 농도 증가 시 고랭지 배추의 생산성을 예측해보고자 수행하였다.
본 연구는 대기 중 CO₂농도의 증가가 배추(B. campestris subsp. napus var. pekinensis)의 광합성과 생리적 특성에 미치는 영향을 조사하여 미래의 대기중 CO₂ 농도 증가로 인한 고랭지 배추의 생산성을 예측해 보고자 수행 하였다. 대기 CO₂ 농도를 달리하여 배추를 5주 동안 재배하였을 때, 지상부 생체량, 엽수, 엽면적, 엽장, 엽폭은 모두 대기 CO₂ 농도 조건(400 μmol⋅mol^-1)에서 재배된 배추에서보다 고농도의 CO₂ 조건(800 μmol⋅mol^-1) 에서 재배된 배추에서 더 높게 나타났다.

제안 방법

CO2 고정률(A)은 휴대용 광합성 측정기 LCpro+ Portable Photosynthesis System (ADC Bio Scientific Ltd., Hoddesdon, UK)을 사용하여 조사하였으며, 측정 시에 leaf 챔버는 25±1℃, 1300 μmol⋅m-2⋅s -1의 포화광을 비추어 5분간 안정화시킨 후 측정하였다.
호흡률(R_d)은 CO₂ 고정률과 같은 방법으로 측정하였으며, 다만 포화광을 비추는 대신에 암조건을 유지하였다. CO₂고정률 측정 시 기공전도도(g_s)와 증산률(E)도 측정하였으며, 증산률에 대한 CO₂ 고정률로부터 수분이용효율(WUE)을 산출하였다. 그리고, 엽온에 대한 광합성 반응은 광합성측정기의 작동 매뉴얼에 따라 5℃ 단위로 증가시켜 20-40℃범위에서 상기한 광합성 측정과 동일한 방법으로 조사하였다.
광계II 활성은 엽록소형광분석기(Plant Efficiency Analyzer, Hansatech Instrument Ltd., King`s Lynn, UK)를 이용하여 분석하였다. 챔버 내 CO₂ 농도를 달리 하여 처리한 후 5주째에 각각의 조건에서 자란 식물체를 대상으로 20분간 광을 차단하여 암적응시킨 배추의 잎에 1500 μmol⋅m^-2⋅s ^-1의 광량을 5초간 조사하여 F_o, F_m, F_v/F_m, F_v/F_o 등의 형광변수를 측정하였다.
광반응 곡선(A/PPFD curve)과 CO2반응곡선(A/Ci curve)을 작성하기 위한 각각 광합성률은 LED 광원과 CO2 분사시스템이 부착된 휴대용 광합성 측정기 LCpro+ Portable Photosynthesis System (ADC Bio Scientific Ltd., Hoddesdon, UK)과 Li-6400 Portable Photosynthesis System (Li-Cor Biosciences, Lincoln, NE, USA)을 사용하여 25±1℃조건에서 측정하였으며, SigmaPlot 10.0 (Systat Software Inc., Erkrath, Germany)을 이용하여 non-rectangular hyperbolar equation을 유도하고 광반응 곡선과 CO2반응곡선을 작성하였다.
광반응 곡선을 토대로 최대광합성률(Amax), 암호흡률(Rd), 광보상점(Qcomp), 광포화점(Qsat), 순양자수율(φ), 반포 화상수(K) 등을 산출하였다(Marshall and Biscoe, 1980; Oh et al., 2015).
CO₂고정률 측정 시 기공전도도(g_s)와 증산률(E)도 측정하였으며, 증산률에 대한 CO₂ 고정률로부터 수분이용효율(WUE)을 산출하였다. 그리고, 엽온에 대한 광합성 반응은 광합성측정기의 작동 매뉴얼에 따라 5℃ 단위로 증가시켜 20-40℃범위에서 상기한 광합성 측정과 동일한 방법으로 조사하였다.
그리고, 엽장, 엽폭과 SPAD값은 각 개체의 8∼10번째 잎을 대상으로 조사하였으며, SPAD값은 엽록소계(SPAD-502, Minolta Co. Ltd., Osaka, Japan)를 사용하여 측정하였다.
, 2015). 또한 CO₂반응곡선을 토대로 최대전자 전달률(J_max), 광호흡률(Rp), CO₂ 보상점(CCP), CO₂ 포화점(CSP), 탄소고정효율(ACE), 최대카르복실화속도(V_cmax) 등을 산출하였다(Farquhar et al., 1980).
배추 잎의 광반응 곡선(A/PPFD curve)과 CO₂반응 곡선(A/Ci curve)을 작성하고(Fig. 2), 이로부터 여러가지 광합성 특성을 조사하였다(Table 3). 광반응 곡선 (Fig.
배추의 생육특성은 챔버내 CO2 농도를 400 μmol ⋅ mol-1과 800 μmol ⋅ mol-1로 설정된 조건에서 5주간 배양한 후 각각 5개체를 선정하여 생체량, 개체당 엽수와 엽면적, 엽장, 엽폭, SPAD값을 측정하였다.
로 설정된 조건에서 5주간 배양한 후 각각 5개체를 선정하여 생체량, 개체당 엽수와 엽면적, 엽장, 엽폭, SPAD값을 측정하였다. 생체량은 뿌리를 제외한 지상부 무게를 측정하였으며, 엽수는 잎의 길이가 1㎝ 이상인 것을 모두 조사하였고, 엽면적은 이들 잎을 엽면적계(LI-3100, Li-Cor, USA)로 측정하였다. 그리고, 엽장, 엽폭과 SPAD값은 각 개체의 8∼10번째 잎을 대상으로 조사하였으며, SPAD값은 엽록소계(SPAD-502, Minolta Co.
이후 건전한 상태의 개체들을 각각 10개체씩 무작위적으로 선발하여 고랭지 환경조건과 유사한 배양조건에서 챔버 내 CO2 농도를 각각 400 μmol⋅mol-1 (ambient)과 800 μmol ⋅ mol-1 (elevated)로 다르게 설정한 환경제어 챔버에서 배양하면서 식물의 생육 및 광합성 특성 등을 조사하기 위한 재료로 사용하였다.
, Logan, USA)를 사용하여 측정하였다. 재배기간 동안의 대기온도, 토양온도, 상대습도와 일사량은 데이터 로거(CR1000, Campbell Scientific Inc., Logan, USA)를 이용하여 수집하였으며, 1시간 간격으로 나타내었다 (Fig. 1).
챔버 내 CO2 농도는 각각 400 μmol⋅mol-1과 800μmol⋅mol-1로 유지되도록 조절하였다.
챔버 내 CO2 농도를 달리 하여 처리한 후 5주째에 각각의 조건에서 자란 식물체를 대상으로 20분간 광을 차단하여 암적응시킨 배추의 잎에 1500 μmol⋅m-2⋅s -1의 광량을 5초간 조사하여 Fo, Fm, Fv/Fm, Fv/Fo 등의 형광변수를 측정하였다.
챔버 내부의 주야간 대기온도는 대표적인 고랭지 배추 재배지역인 강원도 태백의 25년간(1983-2007) 기상자료 중에 생육기에 해당하는 6∼7월의 기온자료를 토대로 1시간 간격으로 구현되도록 하였으며, 일출 시각부터 주간 온도로, 일몰 시각부터 야간 온도로 전환되도록 설정하였다.
챔버 내 CO₂ 농도는 각각 400 μmol⋅mol^-1과 800μmol⋅mol^-1로 유지되도록 조절하였다. 토양온도는 토심 10 cm에서 간이측정기(CS655, Campbell Scientific Inc., Logan, USA)를 사용하여 측정하였다. 재배기간 동안의 대기온도, 토양온도, 상대습도와 일사량은 데이터 로거(CR1000, Campbell Scientific Inc.
파종 30일 후에 본엽이 3-4매 나온 균일하게 자란 개체들을 선발하여 사각포트(용적 15L)에 정식하고, 20±1℃, 60-70% 상대습도, 800 μmol⋅m-2⋅s -1 (14h light/10h dark), 400 μmol CO2⋅mol-1로 유지되도록 설정된 환경제어챔버(GR96, EGC, Chagrin Falls, USA)에서 5일간 순화시켰다.

대상 데이터

본 실험에 사용한 식물재료는 고랭지 여름 배추의 주 품종인 춘광(Brassica campestris subsp. napus var. pekinensis cv. Chungwang)이며, 배양용 상토가 들어 있는 105구 육묘용 플러그 트레이에 종자를 1립 씩 파종하여 자연광 하에서 20±1℃ (day)/15±1℃ (night)의 조건으로 재배하였다.
챔버 내 CO2 농도를 달리하여 처리한 후 5주째에 각 처리구에서 자라는 배추의 8∼10번째 잎 중에서 엽색이 비슷하고 균일한 상태의 잎을 실험재료로 사용하였다.

데이터처리

Data show mean values ± standard error of six independent plants. Statistical differences between CO₂ treatments were tested with a one-way analysis of variance.
산출된 변수들에 대한 모든 통계분석은 SPSS 통계 패키지 18.0(SPSS, Chicago, IL, USA)를 이용하여 수행하였으며, 통계적 검증은 t-test를 수행하여 p값이 0.05이하인 경우만을 통계학적으로 유의성이 있는 것으로 판단하였다.

이론/모형

이후 건전한 상태의 개체들을 각각 10개체씩 무작위적으로 선발하여 고랭지 환경조건과 유사한 배양조건에서 챔버 내 CO₂ 농도를 각각 400 μmol⋅mol^-1 (ambient)과 800 μmol ⋅ mol^-1 (elevated)로 다르게 설정한 환경제어 챔버에서 배양하면서 식물의 생육 및 광합성 특성 등을 조사하기 위한 재료로 사용하였다. 정식된 배추는 농촌진흥청 표준 영농재배법에 준하여 관리하였으며, 토양수분은 조사 기간 동안 2일 간격으로 충분히 관수하였다. 챔버 내 CO₂ 농도를 달리하여 처리한 후 5주째에 각 처리구에서 자라는 배추의 8∼10번째 잎 중에서 엽색이 비슷하고 균일한 상태의 잎을 실험재료로 사용하였다.

성능/효과

고농도의 CO2 (800μmol⋅mol-1)에서 5주간 재배된 배추의 지상부 생체량, 엽수, 엽면적, 엽장, 엽폭은 모두 대기 CO2 농도 조건(400μmol⋅mol-1)에서 재배되었을 때 보다 높게 나타났으며, SPAD 값은 오히려 낮았다(Table 1).
광반응 곡선 (Fig. 2A)으로부터 얻은 광합성 특성 중 최대광합성률 (Amax)은 대조구인 대기 중 CO2 농도(400 μmol⋅mol-1) 에서 재배된 배추에서보다 고농도의 CO2 조건(800 μ mol⋅mol-1)에서 재배된 배추에서 2.2배 더 높았다.
그리고 CO2 고정률(A), 기공전도도(gs) 와 수분이용효율(WUE)도 고농도의 CO2 (800 μmol⋅mol-1)에서 높았으며, 증산률(E)은 다소 낮았다(Table 2).
대기 CO₂ 농도를 달리하여 배추를 5주 동안 재배하였을 때, 지상부 생체량, 엽수, 엽면적, 엽장, 엽폭은 모두 대기 CO₂ 농도 조건(400 μmol⋅mol^-1)에서 재배된 배추에서보다 고농도의 CO₂ 조건(800 μmol⋅mol^-1) 에서 재배된 배추에서 더 높게 나타났다. 그리고 증산률(E)이 다소 낮았지만, CO₂ 고정률(A), 기공전도도(g_s)와 수분이용효율(WUE)도 고농도의 CO₂에서 높았다. 최대광합성률(A_max)은 대조구인 대기 중 CO₂ 농도에서보다 고농도의 CO₂ 조건에서 2.
엽록소형광 변수, 특히 F_v/F_m과 F_v/F_o 값의 변화가 없는 것으로 보아 고농도 CO₂에 의해 식물체가 스트레스를 받고 있지 않은 것으로 보이며, 오히려 기공저항(L_s)이 낮고, C_i/C_a가 높아 CO₂ 고정이 더 활발하게 이루어지고 있음을 알 수 있다. 그리고, CO₂ 농도가 높아짐으로써 광합성률은 증가하고 증산률은 감소시켜 수분이용효율은 증가하는 것으로 보인다. 고농도 CO₂ 하에서 수분 이용효율과 CO₂ 고정률의 증가는 Table 1에서처럼 배추의 생장을 촉진시켜 결과적으로 바이오매스 증가를 야기하는 것으로 보인다.
더군다나 광계II의 최대 광화학적 효율(F_v/F_m)과 잠재적 광합성능(F_v/F_o)이 CO₂ 농도에 따라 유의한 차이를 보이지 않아 고농도 CO₂ 조건이 고랭지 배추의 생육에 스트레스로 작용하고 있지 않을 것으로 보인다. 그리고, 고농도 CO₂에서 재배되는 고랭지 배추는 엽면 적과 생체량이 증가하는 등 빠른 생장을 보여, 수광량이 증대되고 빛의 흡수이용효율과 수분이용효율을 높일 것으로 나타났다. 다만, 최적온도 이상에서는 암호흡률의 증가로 인하여 CO₂ 고정률의 감소가 있을 것으로 보인다.
대기 CO2 농도를 달리하여 배추를 5주 동안 재배하였을 때, 지상부 생체량, 엽수, 엽면적, 엽장, 엽폭은 모두 대기 CO2 농도 조건(400 μmol⋅mol-1)에서 재배된 배추에서보다 고농도의 CO2 조건(800 μmol⋅mol-1) 에서 재배된 배추에서 더 높게 나타났다.
따라서 미래의 대기 중 CO2 증가는 고랭지 재배시 배추의 생육에 있어서 엽면적, 순양자수율(φ)을 증가시켜 빛의 흡수량과 광합성에 대한 이용효율을 높이는 형태의 적응 반응을 나타낼 것으로 보인다.
3A에서처럼 고농도 CO₂에서 다소 상승하였으며 Table 1과 Table 2에서 살펴본 바와 같이 고농도 CO₂에서 자란 배추가 대기 CO₂ 농도에서 재배된 것보다 생체량, 엽면적과 엽장이 증가하였다. 반면에, 암호흡률(R_d)은 배추가 자라는 CO₂ 농도 조건에 관계없이 온도 증가에 비례하여 증가하였으며, 30℃ 이상의 높은 온도에서는 고농도 CO₂ 조건에서 좀 더 높았다(Fig. 3B). 이는 Fig.
그리고, 광계II의 최대 광화학적 효율(F_v/F_m)과 잠재적 광합성능(F_v/F_o)이 CO₂ 농도에 따라 유의한 차이를 보이지 않아 고농도 CO₂ 조건이 고랭지 재배시 배추의 생육에 스트레스로 작용하지 않는 것으로 보인다. 배추의 광합성을 위한 최적 온도는 고농도 CO₂에서 2℃정도 더 높았으며, 최적온도 이상의 조건에서는 대기 CO₂와 고농도 CO₂에서 모두 CO₂ 고정률은 감소하고 암호흡은 증가하는 양상을 보였다. 이상의 결과로부터 미래의 대기 중 CO₂ 증가는 고랭지 재배시 배추의 생육에 있어서 스트레스 요인으로 작용하지는 않으며 수광량의 증가가 생산성을 향상시킬 것으로 보인다.
, 2004). 본 연구에서도 Table 1에서 보는 바와 같이 지상부 생체량, 엽수, 엽면적, 엽장, 엽폭 등 배추의 생육이 고농도의 CO₂에서 재배되었을 때 증가 하여 우호적으로 작용하고 있음을 확인할 수 있었으며, 특히 엽면적이 30% 이상 증가하였다.
, 2002). 본 연구에서도 광합성을 위한 최적의 온도도 Fig. 3A에서처럼 고농도 CO₂에서 다소 상승하였으며 Table 1과 Table 2에서 살펴본 바와 같이 고농도 CO₂에서 자란 배추가 대기 CO₂ 농도에서 재배된 것보다 생체량, 엽면적과 엽장이 증가하였다. 반면에, 암호흡률(R_d)은 배추가 자라는 CO₂ 농도 조건에 관계없이 온도 증가에 비례하여 증가하였으며, 30℃ 이상의 높은 온도에서는 고농도 CO₂ 조건에서 좀 더 높았다(Fig.
그리고 CO₂ 고정률(A), 기공전도도(g_s) 와 수분이용효율(WUE)도 고농도의 CO₂ (800 μmol⋅mol^-1)에서 높았으며, 증산률(E)은 다소 낮았다(Table 2). 엽록소형광 변수, 특히 F_v/F_m과 F_v/F_o 값의 변화가 없는 것으로 보아 고농도 CO₂에 의해 식물체가 스트레스를 받고 있지 않은 것으로 보이며, 오히려 기공저항(L_s)이 낮고, C_i/C_a가 높아 CO₂ 고정이 더 활발하게 이루어지고 있음을 알 수 있다. 그리고, CO₂ 농도가 높아짐으로써 광합성률은 증가하고 증산률은 감소시켜 수분이용효율은 증가하는 것으로 보인다.
엽온을 달리하였을 때 CO2 고정률은 모든 온도에서 고농도 CO2(800 μmol⋅mol-1)에서 재배된 배추 잎이 대기 CO2 농도(400 μmol⋅mol-1)에서 재배된 배추보다 1.5배 가량 더 높았으며, 광합성을 위한 최적 온도는 대기 CO2 농도와 고농도 CO2에서 각각 27℃, 29℃로 나타났다(Fig. 3A).
이상의 결과로부터 미래의 대기 중 CO₂ 증가는 고랭지 재배시 배추의 생육에 있어서 수광량을 증가시켜 광합성에 우호적으로 작용하고 생산성을 향상시킬 것으로 보인다. 더군다나 광계II의 최대 광화학적 효율(F_v/F_m)과 잠재적 광합성능(F_v/F_o)이 CO₂ 농도에 따라 유의한 차이를 보이지 않아 고농도 CO₂ 조건이 고랭지 배추의 생육에 스트레스로 작용하고 있지 않을 것으로 보인다.
배추의 광합성을 위한 최적 온도는 고농도 CO₂에서 2℃정도 더 높았으며, 최적온도 이상의 조건에서는 대기 CO₂와 고농도 CO₂에서 모두 CO₂ 고정률은 감소하고 암호흡은 증가하는 양상을 보였다. 이상의 결과로부터 미래의 대기 중 CO₂ 증가는 고랭지 재배시 배추의 생육에 있어서 스트레스 요인으로 작용하지는 않으며 수광량의 증가가 생산성을 향상시킬 것으로 보인다.
2B)으로부터 얻은 광합성 특성들은 CO₂ 농도에 따라서 차이가 없거나 있더라도 미미하였다(Table 3). 즉, 광호흡률(R_p), 최대카르복실화속도(V_cmax), CO₂ 보상점(CCP) 등은 CO₂ 농도 처리간에 통계학적으로 유의한 차이가 없었으며, 최대전자전달률(J_max)과 탄소고정효율(ACE)은 고농도 CO₂에서 재배하였을 때 대기 CO₂ 농도 조건에서 재배되었을 때보다 다소 낮았다. 그리고, CO₂ 포화점(CSP)은 오히려 고농도 CO2에서 다소 높았다.
초기형광수율(Fo)과 최대형광수율(Fm)은 고농도의 CO2 (800 μmol⋅mol-1)에서 재배하였을 때 증가하였으며, 광계II의 최대 광화학적 효율(Fv/Fm)과 잠재적 광합성능(Fv/Fo)은 챔버내 CO2 농도에 따라 유의한 차이를 보이지 않았다.
그리고 증산률(E)이 다소 낮았지만, CO₂ 고정률(A), 기공전도도(g_s)와 수분이용효율(WUE)도 고농도의 CO₂에서 높았다. 최대광합성률(A_max)은 대조구인 대기 중 CO₂ 농도에서보다 고농도의 CO₂ 조건에서 2.2배 더 높았다. 광보상점 (Q_comp)은 대조구에서보다 고농도의 CO₂ 조건에서 다소 낮았다.
고농도의 CO₂ (800μmol⋅mol^-1)에서 5주간 재배된 배추의 지상부 생체량, 엽수, 엽면적, 엽장, 엽폭은 모두 대기 CO₂ 농도 조건(400μmol⋅mol^-1)에서 재배되었을 때 보다 높게 나타났으며, SPAD 값은 오히려 낮았다(Table 1). 특히, 엽면적, 엽장과 SPAD값은 챔버내 CO₂ 농도에 따라 유의한 차이를 보였다. 이러한 결과는 양배추(Brassica oleracea subsp.

후속연구

따라서 미래의 CO₂ 증가에 의한 고랭지 배추의 광합성과 생장 반응을 이해하기 위해서는 차후에 CO₂농도뿐만 아니라 다양한 환경 요인들 간의 복합적인 상호 작용에 관한 연구가 필요할 것으로 보인다. 그리고 본 연구에서 축적된 자료는 배추의 광합성, 기공전도도, 증산량 등을 예측할 수 있는 모형 개발 및 평가에 유용할 것으로 사료된다.
그러나 식물의 생장과 광합성은 대기 중 CO₂ 증가뿐만이 아니라 광, 온도, 수분, 영양물질과 같은 많은 환경 요인에 의해 영향을 받기 때문에, CO₂ 증가에 대한 고랭지 배추의 반응은 환경 변화에 따라 복잡하고 다양해질 수 있다. 따라서 미래의 CO₂ 증가에 의한 고랭지 배추의 광합성과 생장 반응을 이해하기 위해서는 차후에 CO₂농도뿐만 아니라 다양한 환경 요인들 간의 복합적인 상호 작용에 관한 연구가 필요할 것으로 보인다. 그리고 본 연구에서 축적된 자료는 배추의 광합성, 기공전도도, 증산량 등을 예측할 수 있는 모형 개발 및 평가에 유용할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	배추란 무엇인가?	napus var. pekinensis)는 십자화과(Cruciferae)에 속하는 식물이며, 김치의 주재료로써 우리나라에서 생산 및 소비가 높은 채소작물 중에 하나이며, 여러 작형을 통해 연중 재배되고 있다. 그 중 고랭지 여름배추의 재배면적은 전체 배추 재배면적의 약 10%이며, 강원도 등 해발 600m 이상의 고랭지 지역에서 재배하고 있다(Park and Park, 2013).
	대기 중의 이산화탄소(CO2) 농도가 증가하고 있는 이유는?	대기 중의 이산화탄소(CO2) 농도는 산업혁명 이후 화석연료 사용의 증가, 삼림의 훼손 및 전용에 따른 손실 등다양한 산업 활동의 영향으로 지속적으로 증가하고 있으며, 지구온난화와 이상기후 현상의 원인이 되고 있다. 1850년까지만 하더라도 대기 중 CO2의 농도는 약 280 ppm이었으나 현재는 394.
	식물의 생장과 광합성관련하여 고랭지 배추의 광합성과 생장반응을 이해하기 위해서는 어떠한 연구가 필요한가?	그러나 식물의 생장과 광합성은 대기 중 CO2 증가뿐만이 아니라 광, 온도, 수분, 영양물질과 같은 많은 환경 요인에 의해 영향을 받기 때문에, CO2 증가에 대한 고랭지 배추의 반응은 환경 변화에 따라 복잡하고 다양해질수 있다. 따라서 미래의 CO2 증가에 의한 고랭지 배추의 광합성과 생장 반응을 이해하기 위해서는 차후에 CO2농도뿐만 아니라 다양한 환경 요인들 간의 복합적인 상호 작용에 관한 연구가 필요할 것으로 보인다. 그리고 본 연구에서 축적된 자료는 배추의 광합성, 기공전도도, 증산량 등을 예측할 수 있는 모형 개발 및 평가에 유용할 것으로 사료된다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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