• 제목/요약/키워드: drought stress tolerance

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한발저항성 정도가 다른 보리 품종들의 한발처리에 따른 생리적 특성변화 (Changes in Physiological Characteristics of Barley Genotypes under Drought Stress)

  • 이변우;부금동;백남천;김정곤
    • 한국작물학회지
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    • 제48권6호
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    • pp.506-515
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    • 2003
  • 이 논문은 한발저항성이 다른 6개 보리 품종의 한발에 따른 생장, 잎의 수분포텐셜(leaf water potential, LWP), 상대함수량(leaf relative water content, RWC), 삼투압(leaf osmotic potential, OP), 삼투조정(osmotic adjustment, OA), 팽압(leaf turgor pressure, LTP), 순광합섬, 기공전도도, 엽육전도도, 엽록소형광 등의 변화를 조사하여 비교한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1 한발 처리시 토양수분포텐셜은 -0.05㎫이었고. 종료시에는 -0.29㎫로 저하하였다. Dicktoo-S 동보리 1호, Dicktoo-L, Dicktoo-T, 수원쌀보리 365호, 탑골보리 품종의 한발처리구 건물중은 각각 대조구(처리기간종 -0.05㎫ 유지)에 비하여 68%, 69%, 70%, 86%, 55%, 37%를 나타내어 Dicktoo 계통과 동보리1호의 한발저항성이 강하였고, 수원쌀보리 365호와 탑골보리는 한발저항성이 약하였다. 2. 한발저항성이 강한 품종은 삼투조정능력이 커서 한발처리에 따른 RWC와 LWP의 저하가 작았고 팽압유지능력이 컸다. 3. 한발처리에 따라 순광합성이 저하하였고 그 저하정도는 한발저항성이 큰 품종이 작았는데, 이는 한발저항성이 큰 품종이 기공전도도, 엽육전도도 및 PSII 최대양자수율(Fv/Fm)의 저하가 적었기 때문이었다. 4. 결론적으로 저항성이 큰 품종은 삼투조정에 의한 수분유지능력이 크고 이에 따라 광합성저하가 적어 상대적으로 생장의 감소가 적은 것으로 판단되었다.

Mycorrhiza 접종이 가뭄 스트레스하의 식물성장과 질소 대사산물에 미치는 영향 (Effects of Mycorrhizal Inoculation on Plant Growth and N Metabolites in Relation to drought-stress Tolerance)

  • 이복례;정우진;김대현;김길용;손보균;김태환
    • 한국토양비료학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.314-325
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    • 2002
  • 페레니얼 라이그라스의 가뭄스트레스 저항성과 관련하여 균근균(mycorrhiza) 접종이 작물생장 및 질소대사 산물에 미치는 영향을 조사하였다. 균근균 접종에 의한 잎의 수분퍼텐셜, 건물량 및 인의 함량의 유의적인 증가가 인정되었다. 가뭄스트레스 상태에서 뿌리의 질산염 농도는 증가하였으며, 균근균 비접종구가 접종구에 비하여 현저하였다. 잎의 수용성 단백질 함량은 가뭄 스트레스 하에서 균근균 비접종구가 접종구에 비해 현저히 감소하였다. 전 실험기간 동안 가뭄 스트레스 처리구의 암모니아와 proline의 농도는 현저히 증가하였으며, 균근균 접종구에서는 증가가 현저히 완화되었다. 가뭄 스트레스 하에서 잎의 건물량 감소는 암모니아(p<0.01)와 proline(p<0.001) 농도의 증가와 부의 유의적인 상관성을 보였다. 이상의 결과로 볼 때, 균근균의 접종 효과는 가뭄 스트레스 하에서 작물의 성장 억제를 완화시켰으며, 인의 함량과 질소의 동화 작용을 증가 시켰다.

Identification of Candidate Transcripts Related to Drought Stress using Secondary Traits and qRT-PCR in Tropical Maize (Zea mays L.)

  • Kim, Hyo Chul;Song, Kitae;Moon, Jun-Cheol;Kim, Jae Yoon;Kim, Kyung-Hee;Lee, Byung-Moo
    • 한국작물학회지
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    • 제64권4호
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    • pp.432-440
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    • 2019
  • Global climate change exerts adverse effects on maize production. Among abiotic stresses, drought stress during the tasseling stage (VT) can increase anthesis-silking intervals (ASI) and decrease yield. We performed an evaluation of ASI and yield using a drought-sensitive line (Ki3) and a drought-tolerant line (Ki11) to analyze the correlation with ASI and yield. Moreover, the de novo data of Ki11 were analyzed to find putative novel transcripts related todrought stress in tropical maize. A total of 182 transcripts, with a log2 ratio >1.5, were found by comparing drought conditions to a control. The top 40 transcripts of high expression levels in the de novo analysis were selected and analyzed with PCR. Of the 40 transcripts, six novel transcripts were detected by quantitative real-time PCR (qRT-PCR) using seedling and VT stage samples. Five transcripts (transcripts_1, 12, 34, 35, and 40) were up-regulated in the Ki11 shoot at seedling stage, and transcripts_1, 12, and 40 were up-regulated at the re-watering stage after 12 h of drought stress. The transcripts_32 and 34 were up-regulated at the VT stage. Hence, transcript_34 possibly plays a significant role in drought tolerance during the seedling and VT stages. The transcript_32 was identified as chloramphenicol acetyltransferase (CAT) by Pfam domain analysis. The function of the other transcripts remained unknown. Further characterization of these novel transcripts in genetic regulation will be of great value for the improvement of maize production.

페레니얼 라이그라스에서 Mycorrhiza 접종이 탄수화물대사와 가뭄스트레스 저항성에 미치는 영향 (Mycorrhizal colonization effects on C metabolism in relation to drought-tolerance of perennial ryegrass)

  • 이복례;정우진;김대현;김길용;손보균;김태환
    • 한국토양비료학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.232-242
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    • 2002
  • Mycorrhiza 접종이 페레니얼 라이그라스가 가뭄 스트레스 저항성에 대한 효과를 검증하기 위해 mycorrhiza 접종구(AM)와 mycorrhiza를 접종하지 않은 비접종구 (non-AM)를 정상적 토양 수분 (-0.04Mpa) 및 가뭄 스트레스 (-0.12MPa)를 각각 처리한 후 0.14 및 28일에 잎의 수분포텐셜, 인의 함량, 작물의 성장 및 탄수화물 농도를 분석하였다. 가뭄 스트레스구에서 잎의 수분포텐셜, 클로로필, 인의 함량 및 잎의 성장이 유의적으로 감소되었다. 가뭄에 의한 이러한 생리적 장해요인들은 mycorrhiza 접종에 의해 완화되었다. 가뭄 스트레스하에서 잎의 soluble sugar 농도는 감소 되었으며, AM 처리구는 non-AM 처리구보다 soluble sugar 농도는 높게 나타났다. 가뭄 스트레스하에서 지상부의 starch와 fructan의 축적은 가뭄 스트레스 하에서 감소되는 반면 뿌리에서는 증가하였다. 가뭄 스트레스 하에서 뿌리에서 starch의 농도는 non-AM 처리구에서 AM처리구보다 더 높게 나타났다. 가뭄 스트레스 하에서 잎의 fructan 농도는 약간 감소하였으나 뿌리에서는 현저히 증가하였다. 가뭄 스트레스 하에서 처리 후 28일째 fructan의 농도는 정상적 수분공급구와 비교해 볼 때 non-AM과 AM 잎에서 각각 18.7% 와 13.3% 낮았다. 뿌리에서 가뭄스트레스에 의한 fructan의 축적은 mycorrhiza 접종에 의해 약 14% 감소되었다. 이상의 결과들은 mycorrhiza 접종은 잎의 수분 포텐셜과 인의 함량을 더 높게 유지하게 하고, soluble sugar의 함량을 더 많이 보유하게 함으로써 작물의 가뭄에 대한 내성을 증가 시킴을 잘 보여 주었다.

Evaluating Pre-silicon Treatment to Alleviate Drought Stress and Increases Antioxidative Activity in Zoysia japonica

  • Bae, Eun-Ji;Han, Jeong-Ji;Choi, Su-Min;Lee, Kwang-Soo;Park, Yong-Bae
    • Weed & Turfgrass Science
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    • 제4권4호
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    • pp.360-367
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    • 2015
  • This study was performed to determine the effects of silicon on zoysiagrass after the application of drought stress. The daily amount of water or scilicon solution was 150 ml per a pot. For 14 days, plants were treated with 0.1 and 1.0 mM silicon (Si) and with distilled water for control and the drought only-treatment. Afterward, the plants in Si and drought treatment were exposed to a 21-day under drought stress condition but the plants in control received water. The results indicated that the growth and the moisture and chlorophyll contents decreased in the drought only-treatment and 0.1 mM Si compared to the control. However, 1.0 mM Si showed an increase in the growth with a significant increase of water and chlorophyll contents. The MDA and $H_2O_2$ concentrations and electrolyte leakage decreased, while the radical scavenging capacity increased in 1.0 mM Si. 1.0 mM Si showed little to no differences in the growth and no differences in water and chlorophyll contents, electrolyte leakage, MDA and $H_2O_2$ concentrations and antioxidant capacity compared to the control. These results suggested that application of silicon is useful for drought tolerance improvement of zoysiagrass under drought that is occurring in turf fields.

시토신 탈메틸화 관련 NtROS2a 유전자 도입 형질전환벼의 건조스트레스 내성 증진 (Overexpression of NtROS2a gene encoding cytosine DNA demethylation enhances drought tolerance in transgenic rice)

  • 최장선;이인혜;조용구;정유진;강권규
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제43권3호
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    • pp.376-382
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    • 2016
  • DNA methylation은 무수히 많이 발생하는 생리적 및 병리적 측면의 과정에서 관련 유전자의 발현을 조절함으로써 중추적인 역할을 가지고 있다. 본 연구에서는 NtROS2a가 과발현된 형질전환 벼를 육성하고, 그들의 형태적 측면을 관찰하고 스트레스 내성을 검토하였다. 형질전환 식물체는 WT에 비하여 신초의 신장이 작게 나타났다. 저온 스트레스 처리 하에서 NtROS2a 형질전환 벼는 스트레스로 인한 생육 불량을 보였으나 건조 스트레스 처리 하에서는 WT보다는 높은 비율로 회복하여 생존하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 NtROS2a 유전자의 과발현으로 인해 벼가 건조 스트레스에 노출되면 내성을 증진시킨 것으로 생각된다.

식물의 물부족 스트레스 신호 전달 네트워크에 대한 이해 (Understanding of Drought Stress Signaling Network in Plants)

  • 이재훈
    • 생명과학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.376-387
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    • 2018
  • 식물이 접하는 다양한 환경 스트레스(고온, 저온, 냉해, 고염, 가뭄 등) 중에서 물부족(가뭄) 스트레스는 식물의 생장 및 생산성을 저해하는 가장 주요한 요인으로 보고되어 왔다. 그러므로, 물부족 스트레스에 대한 식물의 반응 기작을 명확히 이해하는 것은 물부족 스트레스 저항성이 증가된 유용 작물 개발에 적용될 수 있을 것으로 기대되며, 그 결과 작물 재배 가능 지역의 확대에 기여할 수 있을 것으로 생각된다. 식물의 물부족 스트레스 신호 과정은 크게 식물 호르몬인 앱시스산 의존적인 과정과 비의존적인 과정으로 분류되며, 각각 AREB/ABF, DREB2 전사 조절 인자가 주요한 전사 조절 인자로 참여하여 하위 단계 반응 유전자의 발현 조절에 참여한다. 이러한 AREB/ABF, DREB2 의존적인 regulon에 대한 연구를 통해 물부족 스트레스 신호 과정 중 전사 수준의 조절에 대한 규명이 활발히 이루어지고 있다. 해당 신호 과정에는 전사 수준의 조절뿐만 아니라 인산화, 유비퀴틴화와 같은 번역 후 변형 과정 및 염색질 변형에 의해 매개되는 후성유전학적 조절도 연관되어 있다. 본 총설에서는 현재까지 보고된 물부족 스트레스 신호 전달 과정을, 이와 관련되어 보고된 다양한 신호 전달 단백질들의 기능과 연계시켜 알아보고자 한다. 이러한 물부족 스트레스 신호 전달 과정에 대한 명확한 이해는 향후 유용 내건성 작물 개발을 위한 이론적 기반 구축에 도움이 될 수 있을 것이라 생각된다.

건조스트레스에 따른 옥상녹화 식물의 생리적 반응 (Physiological Responses of Green Roof Plants to Drought Stress)

  • 박성식;최재혁;박봉주
    • 한국조경학회지
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    • 제45권2호
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    • pp.51-59
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    • 2017
  • 본 연구는 저관리 경량형 옥상녹화를 위해 맥문동, 울릉국화, 비비추, 돌나물, 잔디의 내건성을 평가하였다. 옥상녹화 식물의 내건성 평가를 위해 용적수분함량, 엽과 토양의 수분포텐셜, 엽록소 a와 b함량, 엽록소형광, 광합성율, 기공전도도, 증산속도, 항산화물질을 측정하였다. 옥상녹화 식물의 내건성 측정결과, 무관수 일수가 경과하면서 용적수분함량 부족에 따라 식물은 점차 고사하는 경향을 보였다. 울릉국화가 가장 먼저 고사하였으며, 그 다음으로 잔디, 비비추, 맥문동 순이었으며, 돌나물은 고사하지 않았다. 비비추, 맥문동, 돌나물은 3주 이상 생존하여 내건성이 높은 식물로 판단되었다. 엽록소 a와 b는 두 가지 유형이 나타났는데, 초기부터 중기까지 일정한 함량을 유지 후, 급격히 감소하는 I유형에는 비비추, 잔디와 초기에는 낮은 함량을 보이다가 중기 때 급격히 증가 후, 감소하는 II유형에는 울릉국화, 맥문동, 돌나물로 구분되었다. 용적수분함량과 증발산량은 모든 식물 종에서 지속적으로 감소하였으며, 엽록소형광 측정결과, 내건성이 상대적으로 높은 돌나물이 가장 늦게 감소하였고, 잔디와 돌나물은 급격한 감소가 나타난 후 고사하였다. 광합성, 기공전도도, 증산속도는 초기에 높은 활성도가 나타났으나, 용적수분함량의 감소로 인하여 식물체가 기공을 닫아 낮아지는 경향을 보였다. 항산화물질 측정결과, 건조스트레스가 증가하면 항산화물질의 양 또한 증가하나, 높은 스트레스가 유지되면 이러한 화합물이 지속적으로 소비되므로, 항산화물질의 증감은 내건성 평가 지표로 사용할 수 있을 것으로 판단된다.