• 제목/요약/키워드: Kranz Anatomy

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The Occurrence of Kranz Type Species Among the Noxious Weeds on Cultivated Land of Taiwan and their Biochemical Subdivision

  • Lin, Chin Ho;Yin, Shan Tai
    • 한국잡초학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.133-140
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    • 1988
  • One hundred and one noxious weeds on cultivated land of Taiwan were investigated for the occurrence of "Kranz" leaf anatomy and activities of PEP carboxylase and $C_4$ acid decarboxylating enzymes : NADP-malic enzyme, NAD-malic enzyme, PEP carboxykinase. Based on the leaf anatomy and a/b chlorophyll ratio, twenty-seven species exhibit "Kranz" type leaf anatomy, and seventy-four species were found without it. Among the species investigated, Digitaria radicosa (Presl) Miq., Leptochloa chinensis (L.) Nees, and Sporobolus fertilis (Steud.) W. D. Clayton in the Gramineae were first recorded as $C_4$ plants. Twenty-sven species of "Kranz" type leaf anatomy, include those of monocotyledon ; sixteen species in Gramineae, six species in Cyperaceae. Those of dicotyledon ; two species each in Euphorbiaceae and Amaranthaceae and one species in Portulacaceae. The subtype of fourteen previously uninvestigated species among twenty-seven species were further determined. The properties of the three decarboxylating enzyme from representative species were also characterized.

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Salsola속 Kranz구조내 광합성조직의 구조분화 (Structural Differentiation of Photosynthetic Tissue in Kranz Anatomy of Salsola Species)

  • 김인선
    • Applied Microscopy
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    • 제31권4호
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    • pp.367-374
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    • 2001
  • Salsoloid Kranz구조를 지닌 다육질성의 Salsola komaravii의 두 단계 잎의 광합성 엽육조직에 대하여 LM 및 TEM에 의한 구조적 분화발달 양상을 연구하였다. 수분저장조직을 둘러싸는 내부 유관속세포층 및 외부 엽육세포층으로 구성된 두 층의 광합성조직은 어린 잎에서는 연결되어 발달하나 성숙한 잎에서는 불연속적으로 발달하였다. 중앙의 유관속 외 다수의 미세맥들은 대개 내부 유관속세포층과 접하여 형성되며 발달초기에는 이 두 세포층의 구조적 차이는 뚜렷하지 많았다. 이들 엽육조직이 신장 발달하면 franz구조 내 내부 유관속 세포층과 외부 엽육세포층은 세포형태, 세포소기관의 분포, 엽록체의 내부 특성, 세포벽의 비후, 원형질연락사의 발달양상 등에서 현저한 차이를 보이며 구조적으로 분화하였다. 특히 이들이 지닌 엽록체의 미세구조 및 원형질 연락사 등의 특성은 생화학적으로 알려진 NADP-ME 유형과 거의 일치하였다. 이들은 세포특이성을 나타내는 C-4 광합성 효소의 발현양상을 조사하는 세포 면역화학법과 접목되어 연구될 것이다.

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Salsola collina 엽육조직내 변형된 크란츠구조 (Modified Kranz Structure in Leaves of Salsola collina)

  • 김인선
    • Applied Microscopy
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    • 제31권2호
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    • pp.207-214
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    • 2001
  • Salsola callina 엽육조직의 $C_4$ Kranz구조내 세포유형의 발달 및 미세구조 분화특성을 연구하였다. 선형의 다육질성 잎은 표피, 광합성 염육조직, 수분저장조직, 유관속으로 이루어져 있으며, 두 층의 엽육조직은 변형된 Salsoloid Kranz구조를 나타내었다. 내부의 엽육조직층은 전형적인 $C_4$ 구조의 Kranz 유관속초세포의 특성을 보이고, 외부의 엽육세포층은 Kranz 엽육세포의 특성을 보였다. 세포소기관들은 유관속초 세포에서는 구심적으로 배열하였고 엽육세포에서는 세포벽 주위를 따라 분포하였다. 또한 이들 세포유형 사이에는 엽록체 이형현상이 뚜렷하여 유관속초세포의 엽록체는 전분입자가 잘 발달하고 그라나가 거의 형성되어 있지 않았다. 반면, 외부엽육세포의 엽록체에는 그라나와 proteinbody들이 잘 발달되어 있었다. 유관속초세포의 세포벽은 비후되어 있으나 엽육세포의 경우에는 얇고, 특히 이들 두 세포층은 복잡한 구조를 지니는 원형질연락사로 연결되어 있었다. 이러한 구조들은 $C_4$ 광합성과정에서 생성되는 물질이 유관속초세포와 엽육세포 간에 원활하게 수송되고 이동됨을 암시한다. 본 연구에서 밝혀진 Salsola 식물의 미세구조는 $C_4$ 식물의 NADP-ME유형의 구조적 특성과 거의 일치하는 것이며, 구조적 이형현상을 보이는 유관속초와 엽육세포 간의 특성은 엽육조직 분화시 $C_4$ 기능과 밀접하게 연계하여 적응한 결과로 나타난 현상으로 추정된다.

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억새 ( Miscanthus sinensis ) 의 생장 및 재생특성에 관한 연구 (Study on the Chracteristicc in ( Miscanthus sinensis ))

  • 이성규
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.1-7
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    • 1985
  • 1984년 4월에서 10월까지 억새의 생육, 계절별 생산량 및 재생특성(再生特性)을 연구한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 억새의 잎은 Kranz anatomy를 갖고 있으며 두 종류의 엽록체를 갖는 전형적인 $C_4$ 식물이다. 2 억새의 계절별(季節別) 생산량(生産量)은 6월에서 8월 사이에 급격한 증가를 보이고 10월에 최고에 달하였으며 ($1,680gdw/m^2$), 생산성은 7월에 $510gdw/m^2$로 가장 높았고 그 후 점차 감소하였다. 3. 엽수(葉數)는 7월에 13개로 가장 많이 나왔으며 그 후 군락내의 잎이 말라 죽어서 수가 감소되었다. 최대 엽면적지수(葉面積指數)는 $6.3m^2/m^2$로서 잎의 수의 증감과 높은 상관을 나타내었다. 4. 억새의 재생(再生)은 목초(牧草)에 비하여 아주 빈약하며 예취(刈取)높이를 낮게 하거나 5월 중순 이후에 예취(刈取)하면 거의 재생이 되지 않았다. 그러나 7월말 이후는 어느 정도 재생은 되었으나 그 양은 빈약하였다.

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농업생태계 (밭 경작지)의 경작환경에 따른 C4 식물의 출현 양상 (Occurrence Patterns of C4 Plants in Agroecosystems (farming fields) in South Korea)

  • 양동우;이은정;이진주;김민섭;한동욱;김명현;조광진;오영주;박상규
    • 생태와환경
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    • 제49권2호
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    • pp.89-101
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    • 2016
  • 본 연구는 농업생태계에 출현하는 $C_4$ 식물의 출현 양상을 파악하기 위하여 2013년 여름과 가을, 2회에 걸쳐 전국 222 지점의 밭 경작지에서 식물상 및 경작환경을 조사하였으며, 광합성 유형을 판단하기 위해 주요 출현 종에 대한 Kranz 구조 확인과 탄소 안정동위원소 분석을 실시하였다. 밭 경작지에 출현하는 $C_4$ 식물은 9과 33속 54종이었으며 주요 출현종은 쇠비름, 바랭이, 돌피 등이었다. 조사 시기와 생육지 유형에 상관없이 밭 경작지에 출현하는 $C_3$, $C_4$ 식물은 출현하는 전체 종수의 일정 비율로 출현하는 경향을 보였다. $C_4$ 식물의 출현 종수의 변동폭은 크지 않았으며, $C_4$ 식물의 출현율은 $C_4$ 식물의 출현 종수보다 $C_3$ 식물의 출현 종수에 의한 영향을 크게 받았다. 경작면적은 $C_4$ 식물의 출현율에 영향을 미치지 않았으며 여러 제초방법의 동시 시행은 $C_3$ 식물의 출현 종수를 감소시켰다. 특히 예취는 $C_3$ 식물 출현 종수에 큰 감소를 가져왔다. 반면 재배작물수의 증가는 $C_3$, $C_4$ 식물의 출현 증가를 가져왔으나 $C_4$ 식물의 출현율에는 큰 영향을 주지 않았다. 본 연구를 통해 농업생태계에서 다른 생태계에 비해 높은 $C_4$ 출현율을 보인 이유는 경작활동에 의한 $C_3$ 식물 출현 종수의 감소에 따른 것으로 사료된다.

쇠비름(Portulaca oleracea L.)에 있어서 잎과 줄기의 돌나물 과형 유기산대사(CAM)의 비교 (A Study on Characteristics of Crassulacean Acid Metablism in Leaves and Stems of Portulaca oleracea L.)

  • Chang, Nam Kee;Ki Hwan Lee;Heui Baik Kim
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제4권3_4호
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    • pp.114-123
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    • 1981
  • 본 연구는 쇠비름(Portulaca oleracea L.)의 잎과 줄기에서 광합성양식의 차이를 규명하기 위한 기초연구로서 산도의 변화, 형태와 구조 및 기공저항 등을 조사비교하였다. 광주기가 12시간인 자연상태에서 자생하고 있는 어린 쇠비름에 대한 산도의 일변화는 잎보다 줄기에서 더욱 뚜렷하였다. 잎을 제거한 줄기의 산도의 일변화량은 잎을 제거하지 않은 정상적인 것보다 감소하는 경향을 나타내었다. 잎과 줄기를 잘라서 4일간 계속 암처리하였을 때 산도의 일변화가 줄기에서는 3일간 유지되었으나 잎에서는 나타나지 않았다. 암처리중인 일부의 시료에 15 Klux의 광처리를 하였을 때 암처리중인 시료보다 더 뚜렷한 산도의 감소(light deacidification)를 나타내었다. 잎은 Kranz형의 구조를 보였으나 줄기에서는 큰 액포를 가지는 육질성 세포에 엽록체가 드물게 분포하는 구조를 나타내었다. Mesophyli succulence(Sm)는 잎이 1.38, 줄기는 6.51의 값을 나타내었다. 잎은 평균 5,275$cm^{-2}$의 기공수를 나타내었으나 줄기에서는 기공이 발견되지 않았다. 자연상태에서 자라고 있는 어린 쇠비름의 잎의 기공저항은 주간에 40sec$cm^{-1}$로 높고 야간에 5sec$cm^{-1}$ 정도로 높아지는 경향을 나타내었다. 이상의 결과로 쇠비름의 잎이 $C_{4}$형으로 알려졌으나 줄기에서는 CAM이 존재할 가능성이 있다는것을 알 수 있었다.

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채송화(Portulaca grandiflora Hook)의 계절에 따른 동종이형현상과 돌나무과형 유기산대사에 관한 연구 (Characteristics of CAM and Seasonal Dimorphism in the Succulent $C_4$ Dicot, Portulaca grandiflora Hook.)

  • Chang, Nam Kee;Chang Duck Jin
    • 환경위생공학
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    • 제5권2호
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    • pp.89-99
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    • 1990
  • Morphology, anatomy and diurnal acid fluctuations were investigated monthly for the succulent C4 dicot Portulaca grandiflora Hook. growing under natural environmental conditions. Modified Kranz-Type sturcture and typical CAM-like cells were shown in leaves and stems, respectively. Values of indices of mesophyll succulence inleaves stems were 5.62 and 16.68, respectively. The number of stomata were 1476$\textrm{cm}^{-2}$ in leaves while the stomata in stems were not observed through growing seasons from spring to summer. However, on Sep. 16, 1981 in defoliate autumn season, stomata were begun to be produced for the first time in stems and the number were increased gradually to 216$\textrm{cm}^{-2}$ on Oct. 29. This feature can be interpreted as a seasonal plant dimorphism. P. grandiflora exhibited a diurnal fluctuation of titratable acidity in leaves and stems. Seasonal amplitudes of acid fluctuation in stems were as follows: 27 $\mu$eq./g.f.wt. on Sep. 21; 57$\mu$eq/g.f.wt. on Oct. 3; 80$\mu$eq./g.f.wt. on Oct. 21. Such the results in seasonal amplitude were able to consider due to decrease of light period and cool night air temperature according to change of season. Also, the naturally defoliated stems which had already stomata exhibited usual diurnal acid fluctuation, on the other hand the treated stems which possessed artificially closed stomata showed a few of acid fluctuation. Especially, stomata in stems are developed by seasonal dimorphism and activated stomata participate in CAM behavior of stems.

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