생육기 조기낙엽에 따른 사과 '후지'/M9의 광합성과 탄수화물의 변화 Changes in Photosynthesis and Carbohydrate Reserves of 'Fuji'/M9 Apple trees in Response to Early Defoliation at Growing Period원문보기
본 연구에서는 사과 '후지'/M9의 생육기간 중 조기낙엽 피해가 발생하였을 때 영향을 알아보기 위하여 인위적으로 적엽 처리하여 광합성과 탄수화물의 변화를 측정하였다. 눈의 재발아율은 대조구, 50% 처리구, 80% 처리구에서 각각 2.1%, 45.9%, 82.7%로 매우 유의한 차이를 나타냈다. 적엽처리 후 남은 잎의 자당(sucrose)와 전분 함량을 측정한 결과 모든 처리구에서 유의한 차이는 없었다. 또한 대조구와 50% 처리구에서는 총 유리당의 변화도 크지 않았다. 반면 80% 처리구에서 총 유리당과 sorbitol의 함량은 처리 후 14일동안 꾸준히 감소하였으며, 이것은 대조구에 비하여 높은 sink로서의 탄수화물요구가 일어난 것으로 추정된다. 뿌리에서의 전분 축적은 적엽처리 정도가 심할수록 감소하였으나 유의한 차이는 없었다. 광합성속도와 기공전도도는 80% 처리구에서 처리 후 14일동안 꾸준히 유의하게 증가하였다. 광합성 속도의 상승은 남아있는 source 잎에서의 삼투포텐셜이 증가하여 발생한 것으로 판단된다. 이는 적엽처리로 인하여 눈의 당년 2차 재발아에 필요한 sink의 탄수화물 요구가 갑작스럽게 일어나게 됨으로써 남아있는 잎에서 광합성이 증가한 것으로 추정된다.
본 연구에서는 사과 '후지'/M9의 생육기간 중 조기낙엽 피해가 발생하였을 때 영향을 알아보기 위하여 인위적으로 적엽 처리하여 광합성과 탄수화물의 변화를 측정하였다. 눈의 재발아율은 대조구, 50% 처리구, 80% 처리구에서 각각 2.1%, 45.9%, 82.7%로 매우 유의한 차이를 나타냈다. 적엽처리 후 남은 잎의 자당(sucrose)와 전분 함량을 측정한 결과 모든 처리구에서 유의한 차이는 없었다. 또한 대조구와 50% 처리구에서는 총 유리당의 변화도 크지 않았다. 반면 80% 처리구에서 총 유리당과 sorbitol의 함량은 처리 후 14일동안 꾸준히 감소하였으며, 이것은 대조구에 비하여 높은 sink로서의 탄수화물요구가 일어난 것으로 추정된다. 뿌리에서의 전분 축적은 적엽처리 정도가 심할수록 감소하였으나 유의한 차이는 없었다. 광합성속도와 기공전도도는 80% 처리구에서 처리 후 14일동안 꾸준히 유의하게 증가하였다. 광합성 속도의 상승은 남아있는 source 잎에서의 삼투포텐셜이 증가하여 발생한 것으로 판단된다. 이는 적엽처리로 인하여 눈의 당년 2차 재발아에 필요한 sink의 탄수화물 요구가 갑작스럽게 일어나게 됨으로써 남아있는 잎에서 광합성이 증가한 것으로 추정된다.
This study was conducted to evaluate the influence of early defoliation on photosynthesis and carbohydrate reserves when the source leaves of 'Fuji'/M9 apple (Malus domestica Borkh.) trees were removed during the growing period. Bud regrowth rates of 80%, 50% defoliation and non-defoliation treatmen...
This study was conducted to evaluate the influence of early defoliation on photosynthesis and carbohydrate reserves when the source leaves of 'Fuji'/M9 apple (Malus domestica Borkh.) trees were removed during the growing period. Bud regrowth rates of 80%, 50% defoliation and non-defoliation treatments were significantly different 82.7%, 45.9% and 2.1% respectively at 30 days after treatment. In all treatments, sucrose and starch concentrations in remaining leaves decreased non-significantly during the 14-day period. No significant changes were observed for total soluble carbohydrates in non-defoliation and 50% defoliation. However, in 80% defoliated treatments, concentrations of sorbitol and total soluble carbohydrates in remaining leaves declined steadily during the 14-day period. It is thought that high sink strength increases the requirements of carbohydrate from remaining leaves more than non-defoliated. The concentrations of starch in the roots tend to decrease non-significantly as percentage of defoliation increased. Photosynthesis of remaining leaves was monitored during the 14-day period after partial defoliation treatments. Net photosynthetic rates (Pn) and stomatal conductance were significantly enhanced in the 80% defoliation. The observed photosynthetic enhancement following partial defoliation may have been due to the enhancement of osmotic potential in leaves. These results were estimated that increasing of photosynthetic rate in the partial defoliation is due to the sink carbohydrate requirements for the current year's secondary growth of buds.
This study was conducted to evaluate the influence of early defoliation on photosynthesis and carbohydrate reserves when the source leaves of 'Fuji'/M9 apple (Malus domestica Borkh.) trees were removed during the growing period. Bud regrowth rates of 80%, 50% defoliation and non-defoliation treatments were significantly different 82.7%, 45.9% and 2.1% respectively at 30 days after treatment. In all treatments, sucrose and starch concentrations in remaining leaves decreased non-significantly during the 14-day period. No significant changes were observed for total soluble carbohydrates in non-defoliation and 50% defoliation. However, in 80% defoliated treatments, concentrations of sorbitol and total soluble carbohydrates in remaining leaves declined steadily during the 14-day period. It is thought that high sink strength increases the requirements of carbohydrate from remaining leaves more than non-defoliated. The concentrations of starch in the roots tend to decrease non-significantly as percentage of defoliation increased. Photosynthesis of remaining leaves was monitored during the 14-day period after partial defoliation treatments. Net photosynthetic rates (Pn) and stomatal conductance were significantly enhanced in the 80% defoliation. The observed photosynthetic enhancement following partial defoliation may have been due to the enhancement of osmotic potential in leaves. These results were estimated that increasing of photosynthetic rate in the partial defoliation is due to the sink carbohydrate requirements for the current year's secondary growth of buds.
본 연구에서는 사과나무의 생육기간 중 태풍과 우박 등 극한기상 조건에 의한 조기낙엽 피해를 가정하여 인위적으로 적엽을 하였으며, 적엽처리 직후 2주(14일) 동안 남아있는 잎에서 광합성 능력과 탄수화물을 조사하여 조기낙엽 발생 초기의 수체 내에서 일어나는 저장양분의 변화를 알아보고자 수행하였다.
제안 방법
수체 생육 조사는 적엽처리 30일이 경과한 후 접목부위로부터 10cm 윗부분에서 주간부 직경과 수폭을 측정하였으며, 수고는 지면을 기준으로 측정하였다. 눈의 2차 재발아율은 각 시험수의 전체 눈 수를 조사한 후 발아한 눈 수를 백분율로 계산하였다.
시험에 사용한 사과나무는 착과시키지 않았다. 적엽 수준은 80%, 50%, 0%(대조구)로 8월 2일에 수행하였고, 완전임의배치 3반복으로 시험구를 배치하였다. 적엽처리는 대조구의 전체 엽면적을 고려하여 수관전체에서 골고루 비율에 맞게 전정가위를 이용하여 제거하였다.
적엽처리는 대조구의 전체 엽면적을 고려하여 수관전체에서 골고루 비율에 맞게 전정가위를 이용하여 제거하였다. 탄수화물 분석을 위한 시료채취는 적엽처리 후2일, 7일, 10일, 14일에 각각 실시하였으며, 뿌리의 저장양분 분석을 위한 시료는 적엽처리 30일 후 채취하였다.조사된 데이터는 통계분석 패키지인 SAS 9.2(SAS Institute, Inc.
대상 데이터
시험재료는 2016년 3월 15일 전라북도 완주군에 소재한 농촌진흥청 국립원예특작과학원에서 3년생 사과‘후지’ (Malus domestica Borkh.)/M9을 포트에 재식하였다. 재식방법은 식토, 육묘용 상토, 퇴비를 5:3:2 비율로 혼합한 토양을 50L 포트에 채우고 각 포트마다 묘목을 1주씩 심었다.
성능/효과
2C). 80% 처리구에서 sucrose의 함량은 유의한 차이 없이 일정하게 감소하였으며(Fig. 2A) 전분의 함량은 7일까지 줄어든 후 일정하게 유지되었다(Fig. 2B). Faust 등(1968)은 세포분열이 왕성하거나 대사작용이 활발한 조직이나 기관으로 양분의 이동이 많아진다고 하였으며, 본 연구 결과와 같이 적엽처리 후 source 잎의 유리당이 감소하는 것으로 판단하였을 때 눈의 2차 재발아에 의해 source 잎으로부터 sink 눈으로 양분이 이동한 것으로 추정하였다.
4와 같다. 광합성 속도(Pn)는 대조구에서는11.9µmol·m-2·s-1에서 5.2µmol·m-2·s-1으로 감소하였으나 80% 처리구에서 측정기간 동안 11.1µmol·m-2·s-1에서14.3µmol·m-2·s-1으로 꾸준히 증가하였으며 50% 처리구에서는 처리 후 7일까지 증가하다 감소하는 경향이었다(Fig. 4A). 기공전도도는 모든 처리구에서 7일까지 증가하는 양상이었으나, 7일 이후에도 80% 처리구는0.
적엽처리 30일 후 수체 생장량(수고, 수폭, 간경)의 변화에는 유의한 차이가 없었다. 반면 눈의 2차 재발아율은 적엽처리 후 80% 처리구에서는 82.7%로 매우 높게 나타났으며, 50%처리구, 무처리구는 각각45.9%, 2.1%로 매우 유의한 차이를 나타냈다(Table 1).
후속연구
결과적으로 조기낙엽에 의한 피해는 휴면에 들어가지못한 눈의 2차 재발아에 따라 탄수화물 요구가 증가함으로써 양분의 소모가 일어나게 되는 것으로 판단된다. 따라서 이러한 조기낙엽 피해를 경감시키기 위해서는 눈의 재발아와 같은 불규칙적인 생장을 억제시킴으로써 해결할 수 있을 것으로 예상되며, 향후 이상발아에 대한 억제 방법 연구가 이루어져야 할 것으로 판단된다.
Cruz-castillo 등(2010)은 적엽처리에 의한 비구조 탄수화물과 전분 함량을 수체의 각 부위별로 조사한 결과 1년생 가지와 주간부에서는 유의하게 감소하였으나, 잔뿌리에서는 감소하는 경향은 있었으나 유의한차이는 찾을 수 없었다고 보고와 유사하였다. 본 연구는 적엽처리 30일 후 뿌리의 탄수화물 및 전분 함량 변화를 측정한 것으로 뿌리의 저장양분 감소와 수체 약화의 상관관계를 좀더 명확하게 해석하기 위해서는 향후 내한성 평가 등의 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
낙엽과수의 휴면은 무엇을 의미하는가?
낙엽과수의 휴면은 식물체 내부적으로는 생리적 변화가 계속 일어나고 있으나 외관상 생장이 멈춘 상태를 말한다(Saure, 1985). 휴면은 유기 요인에 따라 외재휴면(para-dormancy), 내재휴면(endo-dormancy), 환경휴면(eco-dormancy) 단계로 구분하고 있으며, 외재휴면은 눈이 식물체의 다른 부위와의 상관적 억제작용 때문에 발아하지 못하는 상태(Lang 등, 1987)로써, 정단신초를 적심하거나 적엽처리 등에 의해 액아나 정아의 재발아가 일어날 수 있다.
낙엽과수의 휴면을 유기 요인에 따라 구분하면?
낙엽과수의 휴면은 식물체 내부적으로는 생리적 변화가 계속 일어나고 있으나 외관상 생장이 멈춘 상태를 말한다(Saure, 1985). 휴면은 유기 요인에 따라 외재휴면(para-dormancy), 내재휴면(endo-dormancy), 환경휴면(eco-dormancy) 단계로 구분하고 있으며, 외재휴면은 눈이 식물체의 다른 부위와의 상관적 억제작용 때문에 발아하지 못하는 상태(Lang 등, 1987)로써, 정단신초를 적심하거나 적엽처리 등에 의해 액아나 정아의 재발아가 일어날 수 있다.
과수의 생육기간 중 환경요인에 의한 조기낙엽피해가 야기하는 문제점은 무엇인가?
최근 우리나라에서는 지구온난화에 의한 기상재해가 빈번히 발생하면서 강한 바람과 태풍에 의한 조기낙엽피해가 증가하고 있다. 과수의 생육시간 중 잎 손실은 당해 연도에 과실크기, 색도, 당도를 감소시켜 과실의 품질을 저하시키며(Choi 등, 2002), 화아분화, 수체 저장양분 및 꽃눈 발달에 나쁜 영향을 미친다(Jeong 등, 2005). 또한, 조기낙엽에 의해 수체의 저장양분이 감소하여 이듬해 개화와 결실이 감소하게 되며(Kang과 Ko, 1976), 익년 내한성과 화아분화에도 영향을 주는데 낙엽율이 높을수록 가용성 양분저장이 감소하여 내한성과 개화율이 감소한다(Sagong 등, 2011).
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