• 제목/요약/키워드: Physiological analysis

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Physiological and proteomic analysis of young rice leaves grown under nitrogen-starvation conditions

  • Kim, Sang-Gon;Wang, Yiming;Wu, Jingni;Kang, Kyu-Young;Kim, Sun-Tae
    • Plant Biotechnology Reports
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    • 제5권4호
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    • pp.309-315
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    • 2011
  • Rice grown in anaerobic waterlogged soil accumulates ammonium as a major source of nitrogen (N). We have compared the physiological symptoms of rice seedlings subjected to N-starvation stress with those receiving sufficient N, based on measurements of shoot/root length and weight and an analysis of protein expression patterns. N starvation marginally increased root growth but notably decreased shoot biomass. N uptake was reduced by >50% in the roots and shoots of N-starved seedlings. To better understand the mechanism of N starvation in rice, we performed a comparative proteome analysis of proteins isolated from rice leaves. Twenty-five differentially expressed proteins were analyzed by matrixassisted laser desorption/ionization time-of-flight (TOF) mass spectrometry and electron spray ionization quadrupole TOF. Functional analysis of the N-starvation response proteins suggested their involvement in protein synthesis and fate, metabolism, and defense. These results indicate that these proteins may play important roles in regulating the plant's complex adaptation responses for N use during N starvation. The proteins may be useful for further characterization of protein function in plant N nutrition.

Physiological and Proteomics Analysis to Potassium Starvation in Rice

  • Kim, Sang-Gon;Wang, Yiming;Lee, Chang-Hoon;Chi, Yong-Hun;Kim, Keun-Ki;Choi, In-Soo;Kim, Yong-Chul;Kang, Kyu-Young;Kim, Sun-Tae
    • 한국환경농학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.395-401
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    • 2011
  • BACKGROUND: Potassium (K) is one of the macronutrients which are essential for plant growth and development. Its deficiency in paddy soils is becoming one of the limiting factors for increasing rice yield in Asia. METHODS AND RESULTS: To investigate physiological symptoms under K-starvation (NP) compared with complete media (NPK) condition, we measured shoot/root length, weight, nutrients, and patterns of protein expression. The shoot growth was significantly reduced, but root growth was not affected by K-starvation. However, biomasses were decreased in both shoot and root. Uptake of K was reduced up to 85%, while total concentrations of P, Ca, Mg, Na were increased in root and shoot. To better understand the starved K mechanism of rice, comparative proteome analysis for proteins isolated from rice leaves was conducted using 2-DGE. Five spots of differentially expressed proteins were analyzed by MALDI-TOF MS. Analysis of these K-starvation response proteins suggested that they were involved in metabolism and defense. CONCLUSION(s): Physiological and 2-DGE based proteomics approach used in our study results in observation of morphology or nutrients change and identification of K-starvation responsive proteins in rice root. These results have important roles in maintaining nutrient homeostasis and would also be useful for further characterization of protein function in plant K nutrition.

숲의 종류에 따른 생리적 치유효과 분석 - 고혈압과 당뇨병 환자를 중심으로 - (Analysis of the Physiological Healing Effects by Forest Types - Focused on Hypertensive and Diabetic -)

  • 정나라;안득수
    • 한국조경학회지
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    • 제43권5호
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    • pp.1-12
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    • 2015
  • 본 연구는 숲의 종류에 따른 이용자의 생리적 효과를 분석하기 위하여 실시하였다. 숲은 편백나무숲, 졸참나무숲, 소나무 숲으로 구분하고, 실험대상 집단은 고혈압 환자(64명), 당뇨병 환자(59명) 및 일반인(59명)으로 구분하여 생리적 반응을 측정하였다. 생리적 반응은 뇌파, 심박 변이, 혈압, 맥박, 코티졸, 혈압 등을 지표로 선정하였다. 전체 피험자의 생리적 반응으로 숲의 스트레스 완화효과를 분석한 결과, 졸참나무숲은 중추신경계, 자율신경계, 내분비계 측면에서 다른 숲에 비하여 높은 스트레스 완화효과를 기대할 수 있다. 편백나무숲은 자율신경계를 제외한 지표에서, 소나무숲은 내분비계와 자율신경계 일부 지표에서 스트레스 완화에 기여할 수 있다. 그러나 소나무숲은 스트레스 완화효과에 있어서 상대적으로 효과가 적다. 고혈압 환자는 효과의 정도 측면에서 소나무숲보다 편백나무숲과 졸참나무숲에서 체류할 때 높은 혈압 강하의 효과를 얻을 수 있다. 당뇨병 환자는 혈당저하의 효과측면에서는 모든 숲이 효과적이나 특히, 졸참나무숲에서 체류하는 것이 높은 효과를 경험할 수 있다.

항공 초분광 영상을 이용한 광화학반사지수 이용 가능성 평가: 그림자 영향 및 대체 밴드를 중심으로 (Evaluating Applicability of Photochemical Reflectance Index using Airborne-Based Hyperspectral Image: With Shadow Effect and Spectral Bands Characteristics)

  • 류재현;신정일;이창석;홍성욱;이양원;조재일
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제33권5_1호
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    • pp.507-519
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    • 2017
  • 정규식생지수(NDVI, Normalized Difference Vegetation Index)는 생물량 및 $CO_2$ 흡수량 추정과 병충해 탐지 등 다양한 식생 모니터링 영역에서 활용되고 있다. 그러나, 생물량 탐지에 비해 상대적으로 식생의 생리적 상태 변화에 대한 민감도가 낮아 식생의 생리적 활성 및 스트레스를 파악에 한계가 있다. 최근 개발된 광학반사지수(PRI, Photochemical Reflectance Index)는 식생의 생리적 상태 탐지에 용이한 것으로 알려지고 있으며, 식생의 탄소 흡수량 조사를 위해 향후 발사될 해외의 지구관측위성들의 주요 산출물로 선정되는 등 활용도가 높아질 것으로 전망된다. 이에 다양한 이용에 앞서 광 스트레스에 민감한 PRI 특성을 고려하여 그림자 영향의 해석 방향을 제시하고, 현재 가용한 위성으로 PRI 산출이 가능한지 알아보기 위해 대체 밴드를 평가하였다. 항공 초분광 영상을 이용한 본 연구에서는 PRI값이 그림자 부분에서 광 스트레스의 감소로 인해 증가하였다. 그러나 그림자의 정도가 임계값(Shadow Index<25)을 넘어서면 PRI와 NDVI 모두의 자료 품질이 매우 낮아졌다. 또한, 문헌의 570.0 nm 대신 553.6 nm를 사용하여 산출한 PRI가 오리지널 PRI와 높은 상관관계를 보였으며, RED와 NIR 반사도를 이용하여 다중회귀분석을 수행하였을 때 더욱 향상된 결과를 보였다. 이러한 결과는 향후 식생탐지에서 활용도가 높아질 것으로 기대되는 PRI의 생리적인 의미를 이해하는데 도움이 될 것이다.

열화상 카메라 활용을 위한 토양비료, 차광생육, 유전특성 차이 관련 작물생리 원격탐지 (Applications of Thermal Imaging Camera to Detect the Physiological States Caused by Soil Fertilizer, Shading Growth, and Genetic Characteristic)

  • 문현동;조유나;조은이;김현기;김보경;정회정;권동원;조재일
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권6_1호
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    • pp.1101-1107
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    • 2022
  • 열화상 카메라를 이용해 식물의 엽온을 측정하는 원격탐사 기법은 농업의 작물 감시 또는 선별에 이용될 수 있는 가능성이 80년대부터 제시되어 왔지만, 그 유용성에 비해 다양한 적용 사례가 적어 제대로 활용되지 못하고 있었다. 하지만, 최근 열화상 카메라 하드웨어 기능의 비약적 발전과 보급에 따라 농업에서의 열화상 카메라 활용이 주목받고 있다. 앞으로의 활용성 증대를 위해 다양한 활용 사례 연구 필요성에 부응하여 본고에서는 석회질 비료를 처리한 벼와 차광조건에서 생육 된 콩의 생리적 변화를 탐지하였고, 내염성 계통 콩에 대해서는 염해 감수성 콩 품종과의 엽온 차이가 선별 가능한 수준임을 보였다. 열화상 카메라의 관측 정확도와 기공 개폐 기반의 분석 기술이 더욱 발전한다면, 스마트팜과 표현체 분석 분야에 활용이 많아질 것으로 기대된다.