초록 ▼

엽록체에 광 조사후 시간에 따른 형광의 변화 즉 형광 유도 과정의 연구로 틸라코이드 막의 내재성 엽록소-단백질 복합체 (CP 복합체)인 광계 II의 구조와 그 기능에 대한 정보를 민감하게 조사할 수 있다. 또한 형광유도과정은 in vivo에서 시료를 파괴하지 않고, 상온에서 조사할 수 있는 반면, 그 다양한 정보를 분석 또는 해석하기가 용이하지 않기 때문에 본 연구는 그 분석법을 개발하고 이를 광합성 막 구조 및 기능의 연구에 적용하여 보려고 시도하였다. 형광 유도과정은 광조사 초기의 3초 정도의 fast kinetics와 수분

엽록체에 광 조사후 시간에 따른 형광의 변화 즉 형광 유도 과정의 연구로 틸라코이드 막의 내재성 엽록소-단백질 복합체 (CP 복합체)인 광계 II의 구조와 그 기능에 대한 정보를 민감하게 조사할 수 있다. 또한 형광유도과정은 in vivo에서 시료를 파괴하지 않고, 상온에서 조사할 수 있는 반면, 그 다양한 정보를 분석 또는 해석하기가 용이하지 않기 때문에 본 연구는 그 분석법을 개발하고 이를 광합성 막 구조 및 기능의 연구에 적용하여 보려고 시도하였다. 형광 유도과정은 광조사 초기의 3초 정도의 fast kinetics와 수분간의 slow kinetics로 구분하여, 전자의 분석은 여러 화학물질의 첨가에 의한 분석 및 형광유도곡선의 1차미분에 의한 분석을 시도하였다. 후자는 주로 quenching 지수들을 통하여 분석하였다. 전자의 분석에서 일반적으로 빈번히 사용되는 parameter인 Fr치는 D (dip) 부근의 변이가 억제되는 경우 측정이 불가능하므로 그 대용으로 HFr이라는 새로운 parameter를 사용하였다. 또한 ΔS(D-Fr)이라는 새로운 parameter를 설정하여 D위치의 변이를 조사하였다. 그 적용에 있어서 오이 제일엽에서 저온처리에 의한 광합성 기구의 변이를 조사하였다. Fr과 HFr 모두 저온스트레스 초기에는 크게 변하지 않았으며, ΔS(D-Fr)가 초기변이를 잘 나타내었다. 초기에 형광소멸지수인 qE, qQ는 점차 감소하였고, qR은 6시간이내에 크게 증가하였다. qR의 변이는 주로 photoinhibition에 의한 qI의 변이에 기인한다고 생각된다. 내냉성이 강한 완두콩과 비교하여 저온처리 효과의 특징이 조사되었고, 이러한 저온처리 효과는 광에 의존하였고, 광세기에 따른 조사가 수행되었다. 보리 유식물엽에서 수은이온의 효과 또한 광에 의존하였고, 광하에서 qE의 감소와 산소발생기구의 억제가 관찰되었고, 암소에서는 광계 II 산화쪽 전자전달계의 억제를 보였다. 광의 세기별조사와 암-광의 교대처리에 의한 변이도 관찰되었다.

Abstract ▼

The time course of chlorophyll fluorescence after light is illuminated on the darkadapted leaves or chloroplast suspensions is called the fluorescence induction process. Through the analysis of this process, the complex structure of photosystem II complexes and their functions can be studied very s

The time course of chlorophyll fluorescence after light is illuminated on the darkadapted leaves or chloroplast suspensions is called the fluorescence induction process. Through the analysis of this process, the complex structure of photosystem II complexes and their functions can be studied very sensitively, with minimum destruction of the specimens. Because of the complexity of the information residing in the fluorescence induction data, analytical methods were developed and applied to study the effect of chilling stress on the photosynthetic machineries of cucumber first leaves. Fluorescence rise pattern in millisec level (fast kinetics) was analyzed from its first derivativs and the slow induction curves were studied mainly by fluoresce quenching analysis. A chilling stress parameter, Fr, which is frequently used by most researchers were not measurable when the D (dip) in the fast induction curve was not distinct. Therfore HFr (slope at 1/2 (Fv)p) was used instead. However these parameters were not sensitive indicators for the primary changes for the first 6 hours of chilling stress. Therfore a new parameter, ΔS(D-Fr), which is the absolute differnce in slope between at D and at Fr, was choosed. This parameter was decreased drastically for the first 6 hours of chilling stress. Quenching coefficients, qE and qQ, were decreased gradually. qR was increased for the first 6 hours and decreased thereafter. The change in qR is considered to be mainly due to photoinhibition. These results obtained from cucumber leaves were compared with those of chilling-resistant plants, peas. The chilling effects were dependant on the presence of light and therefore the effect of light intensity on the dependant on the presence of light and therefore the effect of light intensity on the chilling stress of cucumber leaves. The inhibitory effect of mercury ions on barley leaf slices were also light dependent. Under light, qE was decreased and oxygen-evolving system was its possible action site. Under dark oxidizing side of PSII was inhibited. With very weak intensity of light considerable inhibition was oberved and the sesequent dark incubation could releave the inhibitory symptoms.

목차 Contents

• 1. 본문...11
• 1.1. 서론...11
• 1.2. 재료 및 방법...14
• 1.2.1. 시료 및 온도와 광 처리...14
• 1.2.2. 엽록체의 분리 및 엽록소 함량 조사...14
• 1.2.3. 전자 전달계 활성 측정...15
• 1.2.4. 형광 유도과정의 측정, data acquisition 및 분석...15
• 1.3. 결과 및 토의...16
• 1.3.1. 형광 유도과정의 분석...16
• 1.3.2. Fo 상태의 설정...16
• 1.3.3. Fmax의 측정...18
• 1.3.4. Fast kinetics data의 분석...19
• 1.3.5. Slow kinetics data의 분석...20
• 1.3.6. 형광유도과정의 분석을 통한 광합성 기구의 변이 조사...20
• 1.3.6.1. 저온처리와 광합성 기구의 변이...20
• 1.3.6.1.1. 저온처리에 의한 형광유도 과정의 변이...22
• 1.3.6.1.2. Fast fluorescence induction kinetics에서의 저온처리 효과...22
• 1.3.6.1.3. Slow fluorescence induction kinetics에서의 저온처리 효과...24
• 1.3.6.1.4. Fast kinetics에서 저온처리의 초기 효과...24
• 1.3.6.1.5. 지표로서의 Fr...25
• 1.3.6.1.6. 저온처리 6시간 이내의 초기 효과와 새로운 지표 ${\Delta}$S(D-Fr)...25
• 1.3.6.1.7. 광과 저온 스트레스...26
• 1.3.6.1.8. 결론 : 저온 스트레스와 형광유도과정의 분석...26
• 1.3.6.2. 수은이온 처리와 광합성기구의 변이...28
• 1.3.6.2.1. 광하에서 수은이온 처리에 의한 slow kinetics의 변화...28
• 1.3.6.2.2. 광하에서 수은 처리에 의한 fast kinetics의 변화...29
• 1.3.6.2.3. NH$_2$OH (Hydroxylamine)에 의한 저해의 회복...29
• 1.3.6.2.4. 암상태에서 수은 처리에 의한 slow kinetics의 변화...30
• 1.3.6.2.5. 암상태에서 수은 처리에 의한 fast kinetics의 변화...30
• 1.3.6.2.6. 광조건에 따른 수은의 영향...31
• 1.3.6.2.7. 결론 : 형광유도과정의 분석을 통한 수은의 영향...31
• 2. 인용문헌...33
• 3. 논문발표실적 또는 계획...35
• 4. 학위 배출 실적 (본 연구와 관련된 석박사 학위)...35
• 5. 연구비 항목별 집행내역...36