• 한국환경농학회지
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• 제39권4호
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• pp.312-318
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• 2020

BACKGROUND: Photoreversibility, a reversion of the inductive effect of a brief red light pulse by a subsequent far red light pulse, is a property of photo responses regulated by the plant photoreceptor phytochrome B. Plants use photoreceptors to sense photo signal and to adapt and modify their morphological and physiological properties. Phytochrome recognizes red light and far red light and plays an important role in regulating plant growth and development. METHODS AND RESULTS: The reversal responses of growth and fruiting characteristics were investigated to increase the yield of oriental melon (Cucumis Melo L. var. Kumsargakieuncheon) by means of controlling light quality in a plastic house. Red (R:660nm) and far red (FR:730nm) lights were subsequently irradiated on the whole stems and leaves of the oriental melon plant during growing periods, using red and far red LEDs as light sources, from 9:00 PM daily for 15 minutes. The intensities of R and FR light were 0.322-0.430 μmol m-2s-1 and 0.250-0.366 μmol m-2s-1, respectively. Compared to R light irradiation, combination of R and FR light irradiation increased the length of internode, number of axillary stems, number of female flowers, and fruit number of oriental melons. The results of treatment with R were similar to R-FR-R light irradiation in terms of length of internode, number of axillary stems, number of female flowers, and number of fruits. When FR treatment was considered, R-FR and R-FR-R-FR light irradiation had similarities in responses. These reversal responses revealed that oriental melon showed a photoreversibility of growth characteristics, flowering, and fruiting. CONCLUSION: These results suggested the possibility of phytochrome regulation of female flower formation and fruiting in oriental melon. The fruit weight of the oriental melon was the heaviest with the R light irradiation, while the number of fruits was the highest with the FR light. With the FR light irradiation, the fruit weight was not significantly higher compared to that of the control. Meanwhile, the yield of oriental melon fruits increased by 28-36% according to the intensities of the FR light due to the increases of the number of fruits.

• 한국작물학회지
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• 제47권4호
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• pp.292-296
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• 2002

Soybean seeds were treated with blue, red and far-red lights for 0, 6, 12, and 24 hours during 24-hour imbibition before culture for 6 days. The soybean sprouts raised were classified by their hypocotyl lengths; normal (＞4cm), abnormal (＜4cm) and non-germination, and their lateral roots, hypocotyl diameters and component dry weights were measured. Red light treatment and dark imbibition reduced the abnormal soybean sprouts more than far-red and blue light treatments, meaning that the former treatments produced more commercial sprouts. The lateral roots were more formed in blue light and dark imbibition than the other light treatments, but were completely blocked by any light treatment lasted during the whole imbibition. Although any light quality treatment did not influence their primary root lengths, blue light one lengthened the hypocotyl more than the others treated during the imbibition, and far-red light enlarged its diameter. Despite this morphological change, component, total or economic yield was not significantly different among the light quality treatments during the imbibition.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권1호
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• pp.86-93
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• 2019

식물의 생육과 형태는 광 환경에 영향을 받는다. 식물공장에서 재배되는 작물의 형태형성과 생육은 태양광과 다른 양상을 보이며 이는 태양광에 존재하는 원적색광 영역에 의한 영향으로 유추된다. 본 연구의 목적은 태양광 파장 유사 조합광(AS), 고압나트륨등(HPS) 및 원적색광을 추가한 고압나트륨등(HPS+FR)에서 재배된 오이의 형태형성과 생육을 비교하는 것이다. AS는 황 플라즈마 광원과 백열등, 녹색 광 차단 필름을 이용하여 제작하였다. 인공광원은 HPS를 이용하였고, 여기에 원적색광 LED를 추가하여 각 광원의 특성 및 식물의 형태형성, 생육 및 광합성 속도를 비교하였다. R/FR 값과 PSS는 AS와 HPS+FR이 유사하였다. 식물의 형태와 생육은 HPS와 HPS+FR 간에는 유의한 차이가 있었지만 AS와 HPS+FR간에는 유의한 차이가 없었다. SPAD는 HPS에서 높았으며 광합성속도는 AS와 HPS에서 높았다. HPS+FR의 광합성 속도는 HPS에 비해 낮았지만 원적색광에 의한 엽면적과 엽병 길이 증가로 인해 수광 면적이 증가하였고, 결과적으로 AS와 유사한 생육이 나타난 것으로 판단되었다. 인공광원에 원적색광을 추가하였을 때 태양광 하에서와 유사한 광형태형성 및 생육이 나타나는 것을 확인하였다. 이러한 결과로부터 식물공장에서 기존의 인공광원에 원적색광을 추가하면 동일한 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대한다.

• 아시안잔디학회지
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• 제15권1호
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• pp.15-20
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• 2001

Two types of annual bluegrass have been reported, and those consist of annual type (Poa annua ssp. annua) and perennial type (Poa annua ssp. reptans). As a weed, annual bluegrasses are commonly found in putting greens and fairways in many golf courses. Due to its strong competitiveness such as tremendous seed reproduction rate a year, prostrate growth habit, and no herbicide availability, annual bluegrasses have been considered as one of the most hard-to-control weeds in turf management systems. A growth chamber study was conducted to determine seed dormancy and to understand seed germination characteristics of annual bluegrass (Poa annua ssp. annua). Freshly harvested seeds showed 80 and 55% germination at 30 and $35^{\circ}C$, respectively, indicating that the optimum temperature of annual bluegrass is $30^{\circ}C$. However, the seed germination occurred only under light condition at any given temperature. This result demonstrated that light is prerequisite for the seed germination, and no primary dormancy of annual bluegrass seed exists. Secondary seed dormancy induced by unfavorable temperatures and dark condition was broken through 4 to 6 wk-storage at $4^{\circ}C$ with moisture, and the stored seeds germinated at $20^{\circ}C$ even under the dark. In red and far-red light trial, fresh seeds resulted in 40% germination under red while no seed germination occurred under far-red light condition, indicating that phytochrome Pr and Pfr could be related to annual bluegrass seed germination. When the far-red light replaced the red the germination was recovered, but this reversibility did not reach to the germination level under the red light only. This result implied that other lights than red and far-red would play an important role on seed germination of annual bluegrass.

• BMB Reports
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• 제28권5호
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• pp.382-386
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• 1995

One of the reaction pathways in light-invoked signal transduction can be initiated through ion fluxes across the plasma membrane in higher plants. We isolated protoplasts from oat coleoptile and examined the effects of light on the membrane potential using a membrane potential-sensitive fluorescent probe (bisoxonol). Both red and far-red light initially induced a hyperpolarization in oat cells. Red light-induced hyperpolarization was effectively dissipated by 100 mM $K^+$, but the hyperpolarization induced by far-red light was not depolarized by any of the cations ($K^+$, $Ca^{2+}$, $Li^+$, $Na^+$) tested. The depolarization induced by red light and $K^+$ was inhibited by 200 mM TEA, which is a $K^+$ channel blocker. These results suggest that $K^+$ influx through the inward $K^+$ channel may be a depolarization path in the phytochrome-mediated signal transduction.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제31권3호
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• pp.239-248
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• 2004

포도 현탁배양계를 이용하여 안토시아닌 생합성 경로에 관여하는 phytochrome 신호 전달에 관하여 연구하였다. 그 결과 세포의 생중량과 세포수의 생장은 배양 시 광의 유무 및 단색광의 종류와 관계없이 배양 4일째부터 8일째까지 급격히 증가하였고 8일 이후부터 정상기에 들어서서 최대 생장을 보였다. 그러나 안토시아닌 색소 축적은 청색광에서 가장 높은 효과를 나타내었으며 적색광에서도 높았으나 원적색광하에서는 암소같이 색소생성이 억제되었다. 배양시기에 따른 색소생성에 미치는 광 조사의 효과는 대수증가기인 배양4일째에 조사한 단색광간에 차이가 인정되지 않았으나, 정상기인 배양 7일째 조사한 단색광의 효과는 그 종류에 따라 색소 축적 패턴에 큰 차이를 나타내는 것으로 보아 배양 7일째가 효과적이었다. Phytochrome의 광가역적 효과를 알아보기 위하여 암배양 7일째세포에 다양한 조건의 단색광 (B/R, B/FR, B/R/FR)을 가역적으로 처리했을 경우, 청색광 단독 처리한 구와 비슷한 양의 색소 축적양상을 보였으며, B/R/R 조건의 단색광이 가역적으로 처리된 세포주에서 가장 많은 색소 축적을 보였다. 그러나 배양 7일째 R/FR 광가역 처리시에는 적색광 단독 처리에 비해 색소 축적이 억제되었으나, R/FR/R 가역처리시에는 적색광의 색소 축적양과 동일한 수준으로 회복되었다. 안토시아닌 생합성의 주요효소인 PAL과 CHS의 발현분석에서 PAL의 발현은 7일째 청색광이 처리된 세포주에서 조금 증가하는 현상을 보였으나, 적색광과 근적외광 처리구에서는 거의 반응이 없었다. CHS의 발현은 단색광 처리에서 높은 변화를 보였으며, 광을 처리한 7일째 높은 발현을 보이다 12일 이후 다시 증가하는 패턴을 보였다. 또한 적색광과 원적색광이 가역적으로 처리된 세포주에서 CHS 발현양도 가역적으로 증가하였다. PHYA와 PHYB는 포도세포에서 단일유전자로 존재하였으며, 단색광 처리에 따라 색소축적이 이루어질 때 이들 이들 두 유전자의 발현도 증가하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제9권4호
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• pp.223-229
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• 2000

식물묘의 생장 및 형태형성 제어용 인공광원으로서 조합광 LED 모듈을 제작하여 조합광 LED모듈의 광전기 특성을 분석하고, 광량자 센서와 분광광도계를 이용하여 LED 모듈로부터 조사된 광량자속에 대한 정량화를 시도하였다. 청색과 적생의 단색광 LED로부터 조사된 광량자속을 광량자센서로 측정한 값과 분광광도계로 측정하여 수치적으로 적분한 값을 qly한 결과 거의 일치하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 광량자센서로서 측정이 불가능한 원적색광 LED로부터의 광량자속 정량화에 분광광도계를 적용될 수 있음을 의미하는 것이다. 적생광에 원적색광을 조사하는 LED스틱의 혼합 비율을 달리한 조합광 LED 모듈의 광량지속은 원적색광을 조사하는 LED 스틱이 증가할수록 조합광 LED의 광량자속이 조금씩 증가하였다. 이러한 결과는 단위에너지당 조사된 광량지수는 파장에 비례해서 증가히기 때문인 것으로 해석된다. 이밖에 적색과 원적색광 LED 스틱의 조합 비율을 달리하였을 때 조합광 LED 모듈의 조도는 비시감도가 매우 낮은 원적색광이 차지하는 비율이 클수록 낮게 나타났다. 한편 적색광과 원적생광의 혼합 정도가 조합광 LED의 복사조도에 미치는 영향은 거의 없는 것으로 나타났다.

• Plant Resources
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• 제7권1호
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• pp.77-86
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• 2004

The reduced ratio of red:far-red (R:FR) light acts as a measure of the proximity of competitors and plants can detect the potentially competing neighbor plants by perceiving reflected R:FR signals and initiate the response of “shade avoidance” before actual shading occurs. The phytochrome system is responsible for monitoring the changes in the R:FR and initiating the shade avoidance response. The response to low R:FR ratio was studied in a white aspen Populus alba clone ‘Bolleana’ using two filter systems: a clear plastic filter system that allows a R:FR ratio less than 1.0 to pass from adjacent border plant reflection; and a special commercial plastic that blocks FR light and creates a R:FR ratio above 3.0. The reduced R:FR signals enhanced the stem elongation in response to competition at the expense of relative stem diameter growth. Trees grown inside clear chambers were 27 ％ taller than trees grown inside the FR-blocking filter chambers. Stem taper of clear chamber trees was 16％ less than the FR-blocking filter trees. Low R:FR also induced 22％ more stem dry weight and 13％ greater petiole length per leaf compared to the FR-blocking filter trees. There were no statistically significant differences in leaf area, leaf number increment, and total dry weight between the two light filter treatments.

• Plant Biotechnology Reports
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• 제4권4호
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• pp.303-309
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• 2010

Endoreduplication is a developmental process that is unique to plants and occurs in all plants. The present study aimed to assess endoreduplication in various explant tissues and regenerated somatic embryos of Doritaenopsis. We further investigated the effects of light quality on endoreduplication and somatic embryo proliferation. To this end, we studied endoreduplication in leaves and root tips from regenerated plantlets and somatic embryos and in developing somatic embryos under 4 types of lighting conditions: red light, red + far-red light, red + blue light, and white light. We found that the degree of endoreduplication varied in different explants, and that the choice of explants used also influenced the ploidy levels of the newly regenerated somatic embryos. The DNA content of the leaf (2C-8C) was less than that of the root tip (2C-16C) and somatic embryo (2C-64C). In terms of light quality, the combination of red and far-red light produced the highest number of somatic embryos, while maintaining a low degree of endoreduplication. The data obtained indicate that this light combination stimulates somatic embryogenesis in Doritaenopsis and may exert some control on endoreduplication during cell division. These findings can be applied to achieve a reduction in somaclonal variations for the purpose of mass proliferation and genetic improvement.

• 한국잡초학회지
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• 제10권4호
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• pp.305-311
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• 1990

잡초종자(雜草種子) 발아(發芽)에 미치는 광(光)의 영향(影響)을 구명(究明)하기 위하여 왕바랭이, 냉이, 털비름, 개비름, 쇠비름, 명아주, 까마중, 강아지풀, 바랭이를 공시(供試)하여 시험(試驗)을 수행(遂行)하였다. 1. 대부분의 공시잡종(供試草種)은 $25^{\circ}C$ 이상(以上)에서 강(强)한 광발아성(光發芽性)을 보였으며 낮은 온도하(溫度下)에서는 발아(發芽)가 저조(低調)하였다. 그러나 피, 강아지풀, 바랭이는 대체적으로 발아율(發芽率)이 떨어진 반면, 털비름, 개비름, 쇠비름은 높은 발아율(發芽率)을 유지(維持)하였다. 2 개비름, 쇠비름, 털비름은 적색광하(赤色光下)에서 발아(發芽)가 촉지(促進)되었으며 원적색광(遠赤色光)에서는 발아(發芽)가 현저히 억제(抑制)되었다.3. 털비름, 개비름, 쇠비름은 red/far-red 광(光)에 의한 가역반응(可逆反應)을 나타내는 것으로 보아 종자발아시(種子發芽時) Phytochrome이 관여하고 있음을 알 수 있었고 피, 왕바랭이는 적색광(赤色光) 및 자색광(白色光)과 청색광(靑色光) 연속조사하(連續照射下)에 관여하는청색광(靑色光) 색소(色素) (HIR 색소(色素))가 관여하는 것으로 추정(推定)되었다.