• 한국산림과학회지
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• 제97권5호
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• pp.508-515
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• 2008

Sycamore (Platanus occidentalis L.) seedlings were grown under low light intensity and ozone treatments to investigate the role of the light environment in their response to chronic ozone stress. One-year-old seedlings of Platanus occidentalis L. were grown in pots for 3 weeks under low light (OL, $150{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$) and high light (OH, $300{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$) irradiance in combination with 150 ppb of ozone fumigation. After three weeks of ozone and light treatment, seedlings were placed in ozone free clean chamber for 3 weeks for recovery from ozone stress with same light conditions to compare recovery capacity. Ozone fumigation determined an impairment of the photosynthetic process. Reduction of leaf dry weight (14%) and shoo/root ratio (17%) were observed in OH treatment. OL treatment also showed severe reductions in leaf dry weight and shoot/root ratio by 48% and 36% comparing to control, respectively. At the recovery phase, OH-treated plants recovered their biomass, whereas OL-treated plant showed reduction in leaf dry weight (52%) and shoot/root ratio (49%). OH-treated plants reached similar relative growth rate (RGR) comparing to control, whereas OL-treated plants showed lower RGR in stem height. However, there were no significant differences in response to those treatments in stem diameter RGR at the recovery phase. Ozone treatment produced significant reduction of net photosynthesis in both high and low light treatments. Carboxylation efficiency and apparent quantum yield in OL-treated plants showed significant reductions rate to 10% and 45%, respectively. At the recovery stage, ozone exposed seedlings under high light had similar photosynthetic capacity comparing to control plants. Antioxidant enzymes activities such as superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX), and glutathione reductase (GR) were increased in ozone fumigated plants only under low light. The present work shows that the physiological changes occur in photosynthesis-related parameters and growth due to ozone and low light stress. Thus, low light seems to enhance the detrimental effects of ozone on growth, photosynthesis, and antioxidant enzyme responses.

• 환경생물
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• 제22권4호
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• pp.537-542
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• 2004

To reveal the relationship between the changes in the growth and photo- synthesis induced by low dose radiation, red pepper (Capsicum annuum L.) plants were serially irradiated three times with gamma rays of 0.5, 1, 2, 3, and 4 Gy. The plant growth was monitored by the fresh weight, the stem length, and the leaf length & width. All the irradiation groups (0.5-4 Gy) were stimulated in growth at 1 day after the $1^{st}$ irradiation (DA1I), but rather inhibited at 3 days after the $3^{rd}$ irradiation (DA3I). The maximum photochemical efficiency (Fv/Fm), the photochemical quenching (qP), the non-:photochemical quenching (NPQ) and the apparent rate of the photosynthetic electron transport (ETR) were used to represent the changes in the photosynthesis by the serial irradiation. The irradiation groups except 0.5 Gy had higher Fv/Fm values at 3 DA3I than the control one. After the 3$^{rd}$ irradiation, the qP values appeared to be a little lower in the 1-4 Gy groups than in the control and 0.5 Gy ones. In contrast, the NPQ values were rather higher in the irradiation groups except 0.5 Gy. During the whole experimental period, the ETRs decreased in the control group but remained relatively constant in the 4-Gy one. In conclusion, the results obtained indicate that the stimulatory effect of ionizing radiation on the plant growth was determined by the incident dose of the single irradiation rather than by the cumulative one of the serial irradiation. They also demonstrate that the growth stimulation induced by a low dose radiation could not be positively correlated with an alteration in the photosynthesis. Additionally, we discuss in text that an ionizing radiation may partly protect the leaf senescence by delaying the development of the plants.

• 한국작물학회지
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• 제41권2호
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• pp.168-172
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• 1996

콩품종 타치나가하(Tachinagaha)를 공시하여 토양수분조건에 따른 식물체내의 수분상태 즉 잎의 수분 potential, 광합성 및 생육에 미치는 영향을 검토하고자 실험을 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 광량자밀도가 1,000$\mu$mol m$^{-2}$ s$^{-1}$ 이하로 낮아질 때 광합성 속도는 점차 저하하였고, 토양수분 조건에 따른 광합성 속도는 건조구와 과습구는 적습구보다 떨어졌다. 2. 생육시기에 관계없이 광합성 속도와 기공 conductance와는 정의 상관 관계가 인정되었다. 3. 광합성 속도와 기공 conductance는 토양수분 부족에 매우 민감하게 반응하였다. 4. 잎의 수분 potential은 적습구가 과습구 또는 건조구보다 높았으며, 광합성 속도와도 밀접한 관련이 있었다. 5. 잎의 신장은 토양수분에 민감한 반응을 보여 건조구에서 엽면적이 가장 낮았으나 엽록소 함량은 높았다. 6.식물체의 총 건물중은 적습구 > 과습구 > 건조구 순이었으나 건물중에 대한 뿌리의 비율은 건조구에서 높게 나타났다

• KSBB Journal
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• 제14권4호
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• pp.414-421
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• 1999

본 연구에서는 미세조류의 배양액을 통한 빛의 전달특성을 수식적으로 표현하고 이를 바탕으로 광합성 활성을 예측할 수 있는 수학적 모델을 구축하였다. 먼저 미세조류의 배양액에서의 빛의 거동은 Beer-Lambert 식으로서 개략적으로 표현할 수 있었다. 미세조류의 광합성을 산소생산속도로서 나타낸 결과 미세조류의 농도가 높은 경우 낮은 농도에 비하면 단위 부피당 활성은 크게 나타난 반면 단위 건조중량당 활성은 오히려 낮게 나타났다. 이렇게 운전조건에 의존적인 광반응곡선을 예측하기 위하여 국부적인 광합성 활성을 가정하고 이를 전체부피에 대하여 평균하는 방버으로 수학적인 모델을 구축하였다. 또한 실험결과를 이용하여 고유 매개변수를 추정하였으며 예측치와 실험치를 비교한 결과 우수한 일치성을 확인하였다. 모델을 이용하여 광합성 활성에 크게 영향을 미치는 빛의 세기, 세포농도 및 빛의 투과특성과 같은 주요 운전조건에 대하여 그 영향을 살펴보았다. 그 결과 빛의 세기가 강할수록 광합성 활성은 증가하지만 광합성효율은 감소하는 경향을 확인할 수 있었다. 미세조류의 세포농도의 경우 단위 부피당 산소생산속도를 위한 최적의 농도가 존재함을 알 수 있었으며 이는 조사되는 빛의 세기에 따라 변화하였다. 빛의 투과거리가 짧을수록 광합성 효율은 증가하지만 충분히 강한 빛이 공급될 경우에는 일정한 투과거리까지는 최고치를 유지하였다. 결론적으로 광생물반응기의 성능을 예측하고 최적조건을 결정하는데 제시된 모델이 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다

• 원예과학기술지
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• 제28권6호
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• pp.928-936
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• 2010

본 연구는 관엽식물 8종을 선정하여 온도, 광도, 이산화탄소 농도에 따른 식물의 광합성률을 포함한 생리반응을 살펴 보고, 그에 따른 실내 환경 개선에 효과적인 식물을 구명하고자 실시하였다. 식물재료로는 헤데라, 벤자민 고무나무, 파키라, 스파티필름, 시서스, 디펜바키아, 스킨답서스, 싱고니움을 사용하였으며, $16^{\circ}C$와 $22^{\circ}C$ 온도조건하에서 광도는 PPFD 0, 25, 50, 75, 100, 150, 300, 또는 $600{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 수준으로, 이산화탄소 농도는 0, 50, 100, 200, 400, 700, 또는 $1,000{\mu}molCO_2{\cdot}mol^{-1}$의 수준으로 조절하여 휴대용 광합성 측정기(Li-6400, Li Cor, USA)로 관엽식물들의 광합성 효율과 증산율을 측정하였다. 광도, 엽육내 이산화탄소 농도 변화, 그리고 온도에 따른 관엽식물들의 광합성 반응은 매우 다양했다. 약광(PPFD $0-100{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$)에서의 광합성 능력을 나타내는 순양자수율은 디펜바키아를 제외한 대부분의 종에서 높게 나타났으며, 고광(PPFD $200-600{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$)에서는 헤데라, 벤자민 고무나무, 파키라, 스파티필름이 높은 광합성능력을 나타내었다. 이산화탄소를 고정하는 암반응과 관련된 탄소고정효율은 시서스와 싱고니움을 제외한 6종의 관엽식물들에서 비교적 높게 나타났다. 고농도의 이산화탄소에서 광합성률이 높은 식물은 헤데라와 스파티필름이었으며, $22^{\circ}C$에서 자란 벤자민 고무나무와 파키라도 높은 광합성률을 보였다. 한편, 헤데라, 스파티필름은 증산율도 높게 나타났다. 따라서 저광, 고농도의 이산화탄소, 낮은 상대습도가 특징인 일반 가정이나 사무실 같은 실내 환경을 고려했을 때 헤데라, 벤자민 고무나무, 파키라, 스파티필름 등을 이용하는 것이 실내 환경 개선에 효과적이라고 판단되었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제9권1호
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• pp.55-60
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• 2007

무궁화 품종별 생장특성을 조사한 결과 수고는 불새 품종이 가장 높았고, 소양 품종이 가장 작은 값을 나타내었으며, 분지와 잎의 수는 백단심${\times}$경북1 품종이 가장 많았다. 무궁화 품종별 꽃 특성을 조사한 결과 선덕과 불새 품종의 화폭과 화고는 가장 높은 값을 보였으며, 소양 품종이 가장 작은 값을 나타내었다. 전반적으로 엽록소 함량(a, b, a+b)의 품종별 차이는 선덕과 불새 품종에서 가장 근소한 것으로 나타났다. 백단심${\times}$경북1과 소양 품종은 불새와 선덕 품종에 비하여 광보상점과 광포화점이 낮았으며, 암호흡 및 광합성능력 그리고 순량지수율도 모두 낮은 것으로 분석되었다. 이러한 결과로 비추어 볼 때, 무궁화 품종 백단심${\times}$경북1과 소양은 분화용으로서의 개발 가능성이 높은 것으로 평가된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제10권4호
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• pp.141-148
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• 2008

피음처리에 의한 네 참나무 수종(신갈나무, 졸참나무, 상수리나무, 굴참나무)의 광합성 반응 특성을 조사하기 위하여, 차광막으로 전천광을 35%, 55%. 75% 차광 처리한 조건과 전광조건에서 엽생장과 엽록소함량을 측정하고 광-반응 곡선과 A-Ci 곡선을 통하여 광합성계의 특성을 조사하였다. 그 결과, 굴참나무와 상수리나무는 엽생장, 엽록소함량, 순양자수율을 증가시키고 엽록소 a/b와 탄소고정효율을 감소시켜 빛의 흡수량과 광합성에 대한 이용효율을 높이는 적응 반응을 나타냈다. 신갈나무는 굴참나무와 상수리나무와 같은 경향의 적응반응을 보였지만 광합성 광화학계 활성의 저하로 낮은 광합성 능력을 나타냈다. 졸참나무는 가장 낮은 내음성 적응반응을 나타냈다.

• 한국산림과학회지
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• 제106권3호
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• pp.288-299
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• 2017

이 연구는 건조스트레스가 수리취의 생리적 반응에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였으며, 건조스트레스는 25일 간의 단수처리를 통해 유도하였다. 건조스트레스가 진행됨에 따라 새벽 녘 수분포텐셜(${\Psi}_{pd}$)과 정오의 수분포텐셜(${\Psi}_{mid}$)이 모두 감소하였으며, 수분불포화도(WSD)는 약 7배 증가하였다. 특히 일중 수분포텐셜차(${\Psi}_{pd}-{\Psi}_{mid}$)는 처리 후 10일까지 0.22~0.18 MPa 범위로 큰 차이를 나타냈으나 이후에는 차이가 크게 줄어드는 경향을 보였다. 수리취는 건조스트레스 처리 후 15일부터 기공전도도와 기공증산속도의 감소가 두드러졌고, 처리 20일 이후에는 최대광합성 속도와 순양자수율 역시 큰 폭으로 감소한 반면 수분이용효율은 반대의 경향을 보였다. 이것은 기공을 통한 $CO_2$와 수분의 조절이 원활하지 못해 광합성량의 감소가 일어난 것을 의미한다. JIP 분석을 통해 단수처리 15일 이후에 기능지수($PI_{ABS}$) 및 에너지전달 효율의 감소가 두드러진 것으로 나타났으며, 광계 2의 활성이 감소한 것을 보여준다. 엽의 원형질 분리시 삼투포텐셜 ${\Psi}_o{^{tlp}}$은 -0.4 MPa, 최대포수시의 삼투포텐셜 ${\Psi}_o{^{sat}}$은 -0.35 MPa의 삼투적 적응 반응을 나타냈으며, 최대탄성계수($E_{max}$)의 탄성적 적응은 9.4 MPa로 나타나 수리취는 건조스트레스에 따라 삼투적 적응과 탄성적 적응이 모두 나타나는 것을 알 수 있었다. Vo/DW, Vt/DW와 같은 수분특성인자는 건조스트레스에 따라 증가되는 것으로 나타났다. 결과적으로 수리취는 새벽녘 엽수분포텐셜이 -0.93 MPa 이하로 저하되면 광합성 활성의 감소가 크게 나타나고, 건조스트레스에 따라 삼투적 적응과 탄성적 적응이 나타나 이것이 이 식물의 중요한 적응방법임을 알 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제12권1호
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• pp.49-53
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• 1979

인삼(人蔘)잎의 광합성(光合成) 흡수 및 엽록소(葉綠素) 함량(含量)에 대 한 광도(光度) 및 온도(溫度)의 영향(影響)을 조사(調査)하였다. 1. 토경분재(土耕盆栽)한 2년생(年生) 인삼엽(人蔘葉)의 광합성(光合成)(흡수량을 제(除)한) 적정광도(適正光度)는 $25^{\circ}C$에서 25Klux($1.35mgCO_2/dm^2{\cdot}hr.$)였고 이 광도하(光度下)에서 적정온도(適正溫度)는 $15^{\circ}C$($1.40mgCO_2/dm^2{\cdot}hr.$)였다. 절제(切除)된 6년근장엽(年根掌葉)의 $25^{\circ}C$에서의 광합성(光合成) 적정온도(適正溫度)는 30Klux($1.94mgCO_2/dm^2{\cdot}hr.$)였으며 25~26Klux 하(下)에서의 적정온도(適正溫度)는 $20{\sim}22^{\circ}C$($2.03mgCO_2/dm^2{\cdot}hr.$)로 보였다. 2. 호흡(呼吸)은 온도(溫度)가 상승(上昇)함에 따라 $25^{\circ}C$까지 직선적(直線的)으로 상승(上昇)하고 그 이상(以上)에서 갑자기 증가(增加)하였으며 6년근(年根) 절제엽(切除葉)의 진광합성량(眞光合成量)에 대한 흡수량의 비율(比率)은 $16^{\circ}C$에서 11.1%, $25^{\circ}C$에서 17.8%였고 이 사이의 호흡량증가는 2.6배(培)였다. 2년근(年根)의 엽(葉)은 $30^{\circ}C$이상(以上)에서 호흡량(呼吸量)이 진광합성량보다 컸고 $15^{\circ}C$에서 40%, $25^{\circ}C$에서 64.7%이며 $10^{\circ}C$ 상승(上昇)에 호흡(呼吸)은 1.8배(培)씩 증가하였다. 3. 기공(氣孔)은 엽(葉)의 이면(裏面)에만 있고 평균37개(個)/$mm^2$였다. 4. 이상(以上)의 결과(結果)는 일복기준(日覆基準)을 온도(溫度)로 하여 $20{\sim}22^{\circ}C$($25^{\circ}C$ 이하(以下))로 하고 광(光)은 30Klux까지 투입(投入)될 수 있도록 자재(資材)와 구조(構造)를 개량(改良)하여야 할 것을 시사(示唆)한다.

• 한국농림기상학회지
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• 제7권4호
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• pp.296-302
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• 2005

건조 스트레스에 의한 광합성 기구의 피해 양상을 파악하기 위하여 사시나무를 대상으로 광합성 특성의 변화를 조사하였다. 사시나무의 뿌리를 채취하여 근 맹아를 유도하고 각 개체를 증식한 후 실험에 사용하였다. 건조처리는 PEG농도를 무처리구인 대조구와 $0\%,\;2\%,\;5\%,\;and\;10\%$ 처리구로 구분하여, 주1회 300ml씩 관수하여 4주 후 광합성 특성과 광화학계 및 탄소고정계를 분석하였다 수분스트레스의 강도가 증가함에 따라 사시나무의 광합성속도, 기공전도도 및 증산속도는 모두 감소하는 경향을 보였다. 광화학계에서 PEG 처리농도의 증가는 PSII의 양자수율을 감소시켰으며, 이러한 전자에너지 전달의 감소는 순양자수율도 감소시켰다. 한편 호흡속도는 PEG 처리 농도가 증가함에 따라 감소하였으나, 탄소고정계의 광호흡속도는 반대로 증가하였다. 결론적으로 사시나무는 건조스트레스를 받으면 광합성관련 기구가 매우 민감하게 반응하며, 그들의 민감성은 수분스트레스의 강도에 좌우된다. 한편 사시나무는 수분이용효율의 증가와 같은 수분스트레스에 대한 내성 조절 능력을 보여준다.