• 한국산림과학회지
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• 제104권1호
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• pp.50-59
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• 2015

본 연구는 희귀기생식물인 꼬리겨우살이(Loranthus tanakae)의 보전을 위한 기초자료 제공을 목적으로 꼬리겨우살이와 겨우살이(Viscum album var. coloratum)를 대상으로 계절에 따라 자생지에서 어떠한 생리특성을 나타내고, 기주목과는 어떠한 차이를 보이는지, 광합성 속도, 증산 속도, 수분이용효율, 엽록소 형광반응 및 엽록소 함량을 조사함으로써 살펴보았다. 꼬리겨우살이의 최대 광합성 속도는 6월 중순 광량 $941{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$일 때 $9.36{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, 최대 증산 속도는 7월 하순 광량 $1,596{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$일 때 $5.06{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$로 나타났다. 겨우살이의 최대 광합성 속도는 9월 중순 광량 $418{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$일 때 $6.51{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, 최대 증산 속도는 9월 초 광량 $1,735{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 일 때 $3.91{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$로 나타났다. 겨우살이는 기주목과 꼬리겨우살이 모두 낙엽이 떨어진 11월에도 광합성이 가능하였다. 특이하게 꼬리겨우살이의 증산 속도가 기주목보다 항상 높은 값을 유지하였다. 최대 엽록소 함량(엽록소 a+b)은 꼬리겨우살이가 7월 하순 $8.23mg{\cdot}g^{-1}$, 겨우살이는 6월 중순 $10.27mg{\cdot}g^{-1}$로 나타났으며, 엽록소 a/b 비율은 계절에 따라 꼬리겨우살이 1.7~3.7, 겨우살이 1.1~4.5로 큰 차이를 보였다.

• 한국작물학회지
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• 제52권1호
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• pp.69-80
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• 2007

태양광과 반응하여 독특한 광화학적 작용을 하는 이산화티탄($TiO_2$)을 벼 잎 표면에 처리하였을 때 벼 엽신의 광합성 대사에 대한 영향을 검토하고 프로테옴 분석을 통해 생리변화를 구명하고자 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 광합성유효파장이 $2,400\;{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$과 $2,200\;{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$ 배치구에서 이산화티탄 10, 20 ppm 처리는 광적응상태의 엽록소형광지수(Yield)를 낮추었고 $450\;{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$ 처리구는 엽록소형광지수를 높였다. 2. 노지조건인 PAR $2,400\;{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$ 배치구에서 광합성 명반응의 상대전자전달율은 이산화티탄 10 ppm 처리에서 평균 45 %, 무처리 32.4 %, diuron 10 ppm 처리구에서 15.3%로 이산화티탄 처리는 광합성 명반응의 상대전자전달율을 높였다. 3. UV-B 4.9, $0.6\;KJ\;m^{-2}\;day^{-1}$ 배치구에서 이산화티탄 처리로 초장이 증가하였고 UV-B $0.15\;KJ\;m^{-2}\;day^{-1}$ 배치구에서 초장은 증가하고 건물중은 감소하였다. 4. 광합성은 노지의 UV-B 조건인 $13.6\;KJ\;m^{-2}\;day^{-1}$ 배치구에서 이산화티탄 처리로 종가하였고 UV-B 4.9, 0.6, $0.15\;KJ\;m^{-2}\;day^{-1}$ 배치구는 다소 증가하였으나 통계적으로 유의한 차이는 나타내지 않았다. 5. 이산화티탄 처리 후 자연광 중의 UV-B를 99% 차단하여 저수준으로 조절한 결과 68%의 단백질 발현이 감소하였고 각각 16%의 단백질 발현이 증가 또는 신생 합성되었다. 6. 이산화티탄 20 ppm 처리 후 자연광 중의 UV-B를 99% 차단시켰을 때 주로 광합성 Calvin cycle에서 $CO_2$ 결합을 촉매하는 결정구조 Rubisco의 chain E 발현이 감소하였다.

• 한국작물학회지
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• 제55권2호
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• pp.111-118
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• 2010

본 시험은 이상기후 대비 내습성 콩 품종의 조기육성을 위한 기초자료를 제공하고자 수행하였던 바, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 엽록소형광반응은 모든 시험품종이 V5 stage에 비해 R2 stage 과습처리시 더 급격히 감소되었으며, 풍산나물콩과 무한콩이 장엽콩과 명주나물콩에 비해 엽록소형광반응의 감소정도가 더 적었고, 과습처리 종료 5일 후 과습구가 대조구의 95～97% 정도로 회복도 더 빨랐다. 2. 광합성율은 과습처리 시기에 상관없이 풍산나물콩과 무한콩이 장엽콩과 명주나물콩에 비해 더 적게 감소하였으며, R2 stage 과습처리 종료 31일 후에 무한콩은 대조구에 비하여 과습구의 광합성율이 66%로 회복속도가 가장 빨랐으며, 명주나물콩은 41%로 광합성율의 회복속도가 가장 늦었다. 증산량의 변화도 광합성율과 같은 경향을 보였다. 3. 기공전도도는 R2 stage 과습처리에서는 평균 71% 감소한 반면 V5 stage 과습처리에서는 62%로 더 적게 감소하였다. R2 stage 과습처리 종료 31일 후에는 기공전도도가 대조구의 44%였으나, V5 stage 과습처리 종료 21일 후에는 대조구의 63%로, V5 stage 과습처리시에 회복속도가 더 빨랐다. 4. 단순회귀분석 결과, 대조구와 과습구 모두 기공전도도와 광합성율, 증산량과 광합성율 및 기공전도도와 증산량간에는 정의 상관이 있었다. 5. 증산량과 기공전도도가 광합성율에 미치는 효과를 추정하기 위하여 다중회귀분석을 한 결과, 기공전도도가 광합성율에 미치는 효과를 추정했을 때 대조구와 과습구의 $R^2$값이 0.7293과 0.7582였으나, 또 다른 독립변수인 증산량이 회귀식에 추가되어도 광합성율 변이의 설명정도가 크게 증가하지 않았다. 따라서 습해를 받을 경우 기공전도도나 증산율 중 어느 한 요소의 변화만을 측정해도 이들과 상관이 높은 광합성율의 변화를 추정할 수가 있을 것으로 판단됨.

• 생물환경조절학회지
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• 제20권2호
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• pp.123-133
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• 2011

본 연구에서는 E. pellita와 A. mangium 용기묘를 대상으로 시비 처리에 따른 광합성, 엽록소 형광반응, 엽록소 함량 등의 생리적 특성 및 생장 특성 변화를 조사 분석하여 열대림 두 수종에 대한 시설양묘과정에서의 최적 시비 조건을 구명하고자 연구를 실시하였으며, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 시비처리에 따른 E. pellita의 광합성 능력, 광화학 효율 및 엽록소 함량은 $1g{\cdot}l^{-1}$ 처리구에서 가장 우수하였으며, $2g{\cdot}l^{-1}$에서는 과량 시비로 인한 생육저하 현상으로 오히려 감소하는 경향을 나타냈다. A. mangium은 $2g{\cdot}l^{-1}$ 처리구에서 가장 우수한 광합성 능력, 광화학 효율 및 엽록소 함량을 보이면서 시비수준이 높을수록 우수한 능력을 나타냈다. 두 수종 모두 적정 시비 조건에서 높은 엽록소 함량과 광화학 효율에 의해 활발한 광합성 활동이 이루어졌다. 즉, 양분 조건에 따라 광합성 기구가 유동적으로 변하는 것을 알 수 있다. 근원경과 간장 생장 및 물질생산량 또한 E. pellita는 $1g{\cdot}l^{-1}$, A. mangium은 $2g{\cdot}l^{-1}$ 처리구에서 가장 우수하였으며, 생리적 특성과 같은 경향을 보였다. H/D율과 T/R율은 시비 처리구가 무시비 처리구보다 높은 값을 보였지만, 시비 처리 간 유의적 차이는 나타나지 않았다. 묘목품질지수는 두 수종 모두 위 결과와 같이 수종별로 적정 시비 처리구에서 가장 높았으며, 적정 시비 처리에 의해 생산 된 묘목 우수한 형질을 나타낸 것이다. 본 연구 결과를 종합해 보면, 열대 수종인 E. pellita와 A. mangium의 용기묘 양묘 시 시비 처리에 따른 양분 조건에 의한 생리 및 생장 특성의 변화를 볼 수 있었다. 양분 부족은 광합성 기구의 활동 감소에 의한 생장 저하가 초래되어 불량한 묘목이 생산되는 과정을 볼 수 있다. 즉, 양묘과정에서 수종별 양분 요구도에 맞는 생육환경조절은 시설양묘시업에 의한 건전한 묘목을 대량 생산함과 동시에 조림과정에서도 높은 활착과 생장으로 우수한 조림성과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 일률적인 시비를 실시하는 것이 아니라, 기간별 상대생장량을 조사하여 수종별 생장패턴에 따라 기간별로 양분 요구량에 맞는 집중, 효율적인 시비를 실시할 수 있을 것으로 기대된다. 이에 띠라 양묘과정에서의 환경적 측면과 함께, 비용 측면에서 이점이 있어 경제적으로도 묘목 생산비를 절감할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국약용작물학회지
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• 제23권6호
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• pp.446-453
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• 2015

Background : Excessively high concentration of sodium ion causednutrient deficiency and significantly decrease growth. This study was carried out to determine the limiting concentration range of sodium ion in the soil of ginseng field. Methods and Results : The growth of the ginseng cultivar Chunpoong reduced with increase in salinity, and the rate of growth reduction was higher in shoots than that of roots. Particularly, ginseng plants cultivated at high level of nitrate nitrogen or sodium may suffer delayed development and stunted growth. Chlorophyll damage occurred on the leaves of ginseng planted in relatively high levels (> $0.2cmol^+/kg$) of sodium ion, as determined by the fluorescence reaction. The incidence of physiological disorder in ginseng cultivated at 249 sites was correlated with the concentration of sodium ion in the soils. About 74% of ginseng fields in which physiological disorders occurred had concentrations of sodium ion in soil greater than $0.2cmol^+/kg$. In contrast, the concentration of sodium ions at 51 of 85 sites where no damage occurred was relatively ($0.05cmol^+/kg-0.15cmol^+/kg$). Conclusions : The concentration of sodium ion in soil of ginseng fields can be classified into three levels optimum (${\leq}0.15$), permissible allowance (0.15 - 0.2) and excessive (> 0.2).

• 한국환경과학회지
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• 제18권12호
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• pp.1361-1368
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• 2009

The effects of $Cd^{2+}$ ions on the Chl a fluorescence of 5 hydrophytes (e.g. Lemna, Salvinia, Ricciocarp, Nymph, Typha plants) were investigated in order to select $Cd^{2+}$-sensitive plant species and to get informations on physiological responses of plants to $Cd^{2+}$ stress. Lemna plants were most sensitive to cadmium stress, while Nymph plants were tolerant. However, in all $Cd^{2+}$-treated plants, Fv/Fm, the maximum photochemical efficiency of PS II, decreased in proportion to the increase of $Cd^{2+}$ concentration and treatment time. The Chl a fluorescence transient O-J-I-P was also considerably affected by $Cd^{2+}$ ions; the fluorescence yield decreased consid- erably in steps J, I and P in $Cd^{2+}$ treated plants, although it followed a typical polyphasic rise in non-treated plants. In Lemna plants, the functional parameters, ABS/CS, TRo/CS와 ETo/CS and RC/CS, decreased in proportion to the increase of $Cd^{2+}$ concentration, while N, Mo and Kn increased. The structural parameters, ${\Phi}po$, ${\Phi}po$/($1-{\Phi}po$), Plabs, SFlabs, Kp and RC/ABS, also decreased according to the increase of $Cd^{2+}$ concentration. Consequently, Lemna plants will be useful as a experimental model system to investigate responses of plants. And several functional or structural parameters could be applied to determine quantitatively the physiological states of plants under stresses.

• 한국환경과학회지
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• 제22권6호
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• pp.705-715
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• 2013

The response of the freshwater microalga Chlorella vulgaris to mercuric ion ($Hg^{2+}$) stress was examined using chlorophyll a fluorescence image analysis and O-J-I-P analysis as a way to monitor the toxic effects of mercury on water ecosystems. The levels of photosynthetic pigments, such as chlorophyll a and b and carotenoids, decreased with increasing $Hg^{2+}$ concentration. The maximum photochemical efficiency of photosystem II(Fv/Fm) changed remarkably with increasing $Hg^{2+}$ concentration and treatment time. In particular, above $200{\mu}M\;Hg^{2+}$, considerable mercury toxicity was seen within 2 h. The chlorophyll a fluorescence transient O-J-I-P was also remarkably affected by $Hg^{2+}$; the fluorescence emission decreased considerably in steps J, I, and P with an increase in $Hg^{2+}$ concentration when treated for 4 h. Subsequently, the JIP-test parameters (Fm, Fv/Fo, RC/CS, TRo/CS, ETo/CS, ${\Phi}_{PO}$, ${\Psi}_O$ and ${\Phi}_{EO}$) decreased with increasing $Hg^{2+}$ concentration, while N, Sm, ABS/RC, DIo/RC and DIo/CS increased. Therefore, a useful biomarker for investigating mercury stress in water ecosystems, and the parameters Fm, ${\Phi}_{PO}$, ${\Psi}_O$, and RC/CS can be used to monitor the environmental stress in water ecosystems quantitatively.

• 한국약용작물학회지
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• 제18권2호
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• pp.65-69
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• 2010

As cool-season plant, Panax ginseng C. A. Meyer is planted under shade-installation with tall front and low rear. However, at different planting positions, distinct differences come out because ginseng grows at the same position within 3~5 years and the growth circumstance changes a lot by the shade-installation. So, in this study, changes of temperature, photosynthesis and chlorophyll fluorescence with varieties of shading material and planting position were investigated. Light transmittances by polyethylene shade net and silver-coated shading plate as planting materials were measured according to different planting positions. Photosynthetic rate and chlorophyll fluorescence were measured by LI-6400-40 (Li-Cor). According to different planting positions, light intensity was higher in silver-coated shading plate than in polyethylene shade net, and higher at front than rear. Also, photosynthetic rate showed the same tendency, which had a positive correlation to light intensity. But this treatment caused a lower Fo compared with polyethylene shade net because of the stress by light and temperature. Also, Fv/Fm and ETR were higher in silver-coated shading plate. Fo was similar at front and rear according to silver-coated shading plate and ETR was higher at front.

• 한국약용작물학회지
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• 제28권6호
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• pp.412-420
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• 2020

Background: Measurement of chlorophyll fluorescence (CF) is useful for detection the ability of plants to tolerate environmental stresses such as drought, and excessive sunlight. Cnidium officinale Makino is highly sensitive to water stress and excessive sunlight. In this study, we evaluated the effect of soil water and shade treatment on the photosynthesis and leaf temperature change of C. officinale. Methods and Results: C. officinale was cultivated under uniform irrigation for 1 week drought stress (no watering) for 6 days. A significant decrease in CF was observed on the 5th day of withholding water (approximately 6% of soil water content) regardless of shading. Notably, the Rfd_lss parameter (CF decrease rates) with and without shade treatment was reduced by 73.1% and 56.5% respectively, at 6 days compared with those at the initial stage (0 day). The patterns of the degree of CF parameters corresponded to those of the soil water content and difference between leaf temperature (Ts) and air temperature (Ta). Meanwhile, CF parameters recovered to the 3 - 4 days levels after re-watering, while the soil water potential was completely restored. The suitable soil water content for C. officinale optimal growth was between -5 kPa and -10 kPa in this experiment. Conclusions: Lack of soil water in the cultivation of C. officinale, even with shading, decreased latent heat cooling through transpiration. As a result, heat dissipation declined, and the plant was subjected to drought stress. Soil water content plays a major role in photosynthesis and leaf temperature in C. officinale.

• 한국농림기상학회지
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• 제11권4호
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• pp.143-150
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• 2009

겨울철 도로의 안전을 위해서 사용되고 있는 제설제가 가로변의 식생에 축적이 되면 식물에 피해를 가져올 수 있는데, 특히 이른 봄의 제설제 사용은 식물이 다량의 수분을 요구하게 되는 개엽 시기와 맞물리게 되면서 그 피해가 가속화 될 수 있다. 우리나라에서 주로 사용하고 있는 제설제인 $CaCl_2$ 으로 산딸나무(C.kousa) 3년생 유묘를 대상으로 개엽 전 대조구를 포함해 각 처리구당 3본씩 선정하여 배치하고 각각 $CaCl_2$ 0.5%, 1.0%, 3.0% 를 2회 근권부에 처리하였다. 먼저, 가시적 피해 현상으로 잎눈에서 개엽이 어려워지며, 잎의 전개 후에도 시들음 현상과 잎끝마름 현상 등이 나타났다. $CaCl_2$ 의 농도가 높아짐에 따라 산딸나무의 피해가 가중되었는데, $CaCl_2$ 처리에 따른 생리적 반응은 총엽록소함량, 엽록소 a:b, 광합성속도, 양자수율, 기공전도도, $F_V/F_M$, NPQ의 감소를 가져왔다. 반면 광보상점과 암호흡속도의 증가를 나타냈다. 기공의 닫힘으로 인한 엽육내 $CO_2$ 농도 저하와 이로 인한 광합성속도의 감소가 1차적으로 일어나고 이후 물질대사량의 감소, 광화학계의 피해가 동반되는 것을 알 수 있었다. 모든 $CaCl_2$ 처리농도에서 산딸나무의 생리적 활동이 급격히 저하되는 경향으로 볼 때 $CaCl_2$ 에 민감한 수종으로 판단된다.