[논문]기공 메커니즘에 대한 CO2의 역할은 무엇인가?

이준상

doi:10.13047/kjee.2016.30.1.130

기공 메커니즘에 대한 CO2의 역할은 무엇인가?
What are the Possible Roles of CO2 on Stomatal Mechanism? 원문보기

한국환경생태학회지 = Korean journal of environment and ecology, v.30 no.1, 2016년, pp.130 - 134

이준상 (충북대학교 생물교육학과)

초록
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$CO_2$는 기공 메커니즘에 어떤 영향을 주는가? 햇빛에 의해 유도된 기공 열림에서 독립적인 $CO_2$의 효과를 분리해서 본다는 것은 어려운 일이기 때문에, $CO_2$에 의한 기공 열림 메커니즘은 아직 명확하게 밝혀지지 않은 실정이다. 기공은 또한 $CO_2$ 농도에 따라 다르게 반응 할 수 있다. 기공 열림과 닫힘의 식물의 생체적인 리듬도 관여하므로, $CO_2$의 반응에 대한 해석은 많은 요소들을 고려해야 한다. 세포간극 내강 ($C_i$)의 감소된 $CO_2$에서는 기공을 열린다는 것이 일반적으로 정해진 사실이다. 기공 열림의 정도를 결정하는 것은 삼투 물질이고, $CO_2$가 삼투 물질의 수송에 영향을 준다고 가정하는 것이 $CO_2$가 기공 메커니즘에 영향을 주는 유일한 방법이다. 그러나 $CO_2$가 어떻게 공변세포 내의 삼투물질 농도에 영향을 주는지 그 메커니즘은 불분명하다. 지금까지, $CO_2$는 공변세포의 삼투퍼텐셜을 증가시키는 이온과 유기물이 어떻게 공변세포 막을 통한 수송 메커니즘이 이루어지는지는 알려진 것이 없다. 따라서 이 연구에서는 $CO_2$에 의한 삼투물질들의 공변세포 막 투과성에 대해 초점을 두었다. 잎을 일정한 농도의 $CO_2$에 노출할 때 $CO_2$-관련된 반응들이 나타난다. 빛에 의한 기공 열림의 가설은 $K^+$, $Cl^-$, 슈크로스 그리고 말산$^{2-}$를 포함하는 공변세포 내 삼투물질 농도의 증가에 있다. $CO_2$가 $H^+$를 세포 밖으로 방출하는 것을 나타내는 막의 과분극 (hyperpolarization)을 유도했다는 보고가 있다. 이는 $CO_2$가 막 투과성에 관련된 첫 번째 증거이다. 온전한 잎에서 $CO_2$는 빛에 의해 유도된 막의 과분극보다 3~4 배까지 공변세포의 막 과분극을 유도했다. 이러한 결과들은 $CO_2$가 막 투과성에 영향을 주는 인지질 이중층과 수송단백질의 물리적인 특성에 변화를 초래한다는 것을 의미한다.

Abstract ▼ AI-Helper

How does $CO_2$ affect on the stomatal mechanism? The mechanism of stomatal opening by $CO_2$ is not clear as it is difficult to see $CO_2$ effect on light-induced stomatal opening. Furthermore, stomata may react differently according to the concentration of $CO_2$. The significance of the possible endogenous rhythms must consider to understand on $CO_2$-related response. It is clear that $CO_2$ has an effect on the accumulation of osmotic materials which determines the degree of stomatal apertures because it is known that stomata open in the condition of the reduced $CO_2$ concentration. However, it is not fully understood how $CO_2$ leads to the stomatal opening. It has been thought that $CO_2$ can not affect on the ion fluxes which determines the increase of osmotic potential in guard cells. However, in this study, the changes of guard cell membrane permeability by $CO_2$ have been focused on. There are many reports that $CO_2$ related reactions are dominant when the leaf is exposed to certain a mount of $CO_2$. The hypothesis of the stomatal opening by light is based on the increase of osmotic materials in guard cells including $K^+$, $Cl^-$, sucrose and $malate^{2-}$. It was reported that $CO_2$ induced a big hyperpolarization indicating that $H^+$ was extruded to the cell outside. It was also found that $CO_2$ caused guard cell membrane hyperpolarization in the intact leaf up to 3 or 4 times higher than that of light induced membrane hyperpolarization. These results represent that $CO_2$ can affect on the change of physical characteristics which affects on the change of the membrane permeability.

주제어

AI 본문요약
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성능/효과

높은 광도 (250-2,000 µmole m-2s-1)에서, 기공 컨덕턴스는 CO2에 더 큰 민감성을 보여주었으나, 이 광도에서 Ci는 정상적인 Ca에서 광도를 증가해도 감소하지 않았다.
NaN₃의 정확한 작용 부위는 알려지지 않았지만, 명반응을 억제하는 것으로 발표되었다 (Spanswick, 1973). 위 결과들로부터, CO₂에 의한 기공 메커니즘의 조절은 전체적인 광합성 과정이 관여된 것이 아니라, 원형질막의 투과성에 영향을 주는 것으로 추측된다. CO₂의 농도 변화는 공변세포막의 수송단백질에 의한 삼투물질인 이온 및 슈크로스의 수송 등의 변화를 초래하는 것 같다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	기공의 열림과 닫힘 반응에 영향을 미치는 삼투물질에는 어떠한 것들이 있는가?	CO2에 의한 신호전달경로가 아직 밝혀지지 않았지만, 기공 메카니즘과 관련하여 가장 중요한 핵심적인 요소들은팽압을 조절하는 삼투물질로, K+ , Ca2+ , Cl-, 말산2- 그리고 슈크로스 등이 포함된다. 기공의 열림과 닫힘 반응은 이들 삼투물질들의 이동 경로에 의해서 결정된다고 볼 수 있다.
	식물의 기공이 열리는 생화학적 신호전달의 초기 반응은 무엇인가?	CO2 농도의 감소는 기공이 열리는 생화학적 신호전달의 초기 반응이다. 식물이 빛을 받으면, 광합성 활성이 증가해서 세포간극 내강 속의 CO2를 사용하여 유기물로 고정한다.
	광-의존 기공 열림의 신호전달체계의 시작은 무엇인가?	광-의존 기공 열림의 신호전달체계의 시작은 원형질막의 H+-ATPase의 활성이며 이로 인해 세포벽으로 H+를 방출하는 것이다. 빛에 의해 반응하는 기공의 첫 번째 반응은 세포벽에서 관찰되는 산성화이다.

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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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