• 제목/요약/키워드: photosynthetic response

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The Relationship Between Stomatal Opening and Photosynthetic Activity of the Mesophyll in Commelina Communis L.

  • Lee, Joon-Sang
    • 한국환경과학회지
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    • 제15권12호
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    • pp.1109-1117
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    • 2006
  • To investigate the influence of the mesophyll cells on stomatal opening in response to white light, the segments of isolated epidermis were transferred on partly exposed mesophyll cells of a leaf and stomatal apertures were measured. Transferring the isolated epidermis on partly exposed mesophyll cells of a leaf caused a marked increase on stomatal apertures while stomata in isolated epidermis incubated in MES buffer hardly opened. Mesophyll infiltration with photosynthetic inhibitors (DCMU, DCCD, $NaN_3$) was performed to elucidate the correlation between stomatal apertures and the degree of photosynthetic activity. It was found that transferring the isolated epidermis on partly exposed mesophyll cells of a leaf caused an increase of stomatal apertures depending on the degree of photosynthetic activities. In $NaN_3$ infiltrated leaf discs, transferring the fresh isolated epidermis on partly exposed mesophyll cells of a leaf showed no significant effect, but a slight increase on stomatal apertures. Isolated epidermis alone did not respond to the light properly, but if it was closely contacted with mesophyil cells, the stomata regained the ability of the light response. Therefore, it could be suggested that stomatai apertures were related with the degree of photosynthetic activity in the mesophyll cells.

Growth and Physiological Responses of Quercus acutissima Seedling under Drought Stress

  • Lim, Hyemin;Kang, Jun Won;Lee, Solji;Lee, Hyunseok;Lee, Wi Young
    • Plant Breeding and Biotechnology
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    • 제5권4호
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    • pp.363-370
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    • 2017
  • In this study, Quercus acutissima seedlings were subjected to drought for 30 days then analyzed to determine their response to water deficit. The growth phenotype, chlorophyll fluorescence response, fresh weight, dry weight, photosynthetic pigment levels, soluble sugar content, and malondialdehyde (MDA) were measured to evaluate the effects of drought on plant growth and physiology. The growth phenotype was observed by infrared (IR) digital thermal imaging after 30 days of drought treatment. The maximum, average, and minimum temperatures of drought-treated plant leaves were $1-2^{\circ}C$ higher than those of the control. In contrast, the fresh and dry weights of the dehydrated leaves were generally lower than those of the control. There were no significant differences between treatments in terms of chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, and carotenoid levels. Nevertheless, for the drought treatment, the $F_v/F_m$ and $F_v/F_o$ ratios (chlorophyll fluorescence response) were lower than those for the control. Therefore, photosynthetic activity was lower in the dehydrated plants than the control. The drought-stressed Q. acutissima S0536 had lower soluble sugar (glucose and fructose) and higher MDA levels than the controls. These findings may explain the early growth and physiological responses of Q. acutissima to dehydration and facilitate the selection of drought-resistant tree families.

Evaluation of Photosynthetic Ability in Two Representative Evergreen Broad-leaved Tree Species in Korea

  • Kim, Dong-Hak;Park, Yong Mok
    • 한국환경과학회지
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    • 제26권10호
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    • pp.1147-1153
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    • 2017
  • To maintain a rich biological diversity is important to develop for biomaterial resources such as Korean evergreen broad-leaved tree species, the distribution of which is restricted to the southern part of Korean peninsula. We assessed photosynthetic characteristics of Quercus acuta and Castanopsis sieboldii, the representative evergreen broad-leaved trees in Korea, in order to establish a basis for conservation strategy related to distributional change in evergreen broad-leaved tree species according to climate change. Photosynthetic characteristics were evaluated in the sun and shade leaves of the two species. Sun leaves in both species revealed higher light compensation point and maximum photosynthetic rate compared to the shade leaves. In addition, photosynthetic rate was higher in Q. acuta than C. sieboldii, which was supported by a higher leaf nitrogen content and leaf mass per area. Water use efficiency was also higher in Q. acuta as compared to that in C. sieboldii. Similar photosynthetic rate, however, was shown in photosynthetic response to $CO_2$ concentration in the intercellular space. These results suggest that both species could respond differently to the changing environmental factors including climate change, suggesting the possibility of distributional changes resulting from a differential growth rate.

고려인삼의 광합성 특성 I. 광도와 잎온도의 변화에 따른 광합성 반응 (Photosynthetic Characteristics of Panax ginseng C.A. Meyer I. Photosynthetic Response to Changes of Light Intensity and Leaf Temperature)

  • 현동윤;황종규
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제17권3호
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    • pp.240-245
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    • 1993
  • This study was conducted with ginseng plants to investigate photosynthetic response to changes of light intensity and leaf temperature. $CO_2$ uptake in diurnal course was highest in the first phase (8 00~5 : 30 Am.) on May 30, 1992. In $CO_2$ uptake related to stomatal conductance, these relationship was synchronized in diurnal course, but relationship between TEX>$CO_2$ uptake and intercellular $CO_2$ concentration in diurnal course was synchronized oppositely. Leaf temperature and light intensity at the highest $CO_2$ uptake were in the range of 23~$24^{\circ}C$) and 95$\mu$mol.$m^{-2}$.$s^{-1}$), $CO_2$ , respectively. In response to an increasing light intensity under a constant leaf temperature ($18^{\circ}C$), $CO_2$ uptake was increased throughout the light intensity sequence up to 250$\mu$mol.$m^{-2}$.$s^{-1}$), $CO_2$ When $CO_2$ uptake was measured with a series of leaf temperature under a constant light intensity (250 $\mu$mol.$m^{-2}$.$s^{-1}$), $CO_2$ uptake was highest at $18^{\circ}C$ as a 4.1$\mu$mol.$m^{-2}$.$s^{-1}$), $CO_2$ . Similar changes were also observed in stomatal conductance and intercellular $CO_2$ concentration. Evidences from several approaches indicate that synchronization of $CO_2$ uptake, stomatal conductance and intercellular $CO_2$ concentration were closely inter-related and changes of leaf temperature iuluenced the photo-response in photosynthetic processes.

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임간재배지에서 세 종 곰취(Ligularia)속 식물의 광합성특성 비교 (A Comparison of Photosynthetic Characteristics of Three Ligularia species Under-tree Cultivation)

  • 김갑태
    • 한국자원식물학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.357-361
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    • 2008
  • 고품질의 곰취, 곤달비 및 한대리곰취를 지속적으로 생산할 수 있는 임간재배기술을 개발하고자 횡성군 둔내면의 산채마을 임간재배지에 생육중인 세 식물종의 광합성을 특성을 조사 비교하였다. 광도에 따른 곰취류의 광합성율의 평균은 광도가 높아질수록 높아지는 경향을 보였다. 광도에 따른 곰취의 광합성율의 평균은 광도가 높아질수록 높아지다가 1,600 PPFD에서 최대치인 $21.1{\mu}mol\;CO_{2}m^{-2}s^{-1}$를 보이고 2,000 PPFD에서는 낮아졌다. 한대리곰취가 $27.39({\mu}mol\;CO_{2}m^{-2}s^{-1})$로 가장 높은 광합성율을 보였고, 곰취, 곤달비 순으로 낮아졌다. 5월 27일 측정에서 모두 식물종간 통계적 유의차가 인정되었으며 광합성율은 한대리곰취, 곰취, 곤달비 순이었고, 6월 21일 측정 광합성율은 한대리금취, 곤달비, 곰취순이었다. 횡성군 둔내면 산채마을과 같은 해발고가 낮은 지역에서는 곰취나 곤달비 보다는 한대리곰취의 임판재배가 적합할 것이라 사료된다.

대기 중 CO2 농도의 상승에 대한 배추의 광합성과 생장 반응 (Photosynthetic and Growth Responses of Chinese Cabbage to Rising Atmospheric CO2)

  • 오순자;손인창;위승환;송은영;고석찬
    • 한국농림기상학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.357-365
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    • 2016
  • 본 연구는 대기 중 $CO_2$ 농도의 증가가 배추(B. campestris subsp. napus var. pekinensis)의 광합성과 생리적 특성에 미치는 영향을 조사하여 미래의 대기중 $CO_2$ 농도 증가로 인한 고랭지 배추의 생산성을 예측해 보고자 수행하였다. 대기 $CO_2$ 농도를 달리하여 배추를 5주 동안 재배하였을 때, 지상부 생체량, 엽수, 엽면적, 엽장, 엽폭은 모두 대기 $CO_2$ 농도 조건($400{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$)에서 재배된 배추에서보다 고농도의 $CO_2$ 조건($800{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$)에서 재배된 배추에서 더 높게 나타났다. 그리고 증산률(E)이 다소 낮았지만, $CO_2$ 고정률(A), 기공전도도($g_s$)와 수분이용효율(WUE)도 고농도의 $CO_2$에서 높았다. 최대광합성률($A_{max}$)은 대조구인 대기 중 $CO_2$ 농도에서 보다 고농도의 $CO_2$ 조건에서 2.2배 더 높았다. 광보상점($Q_{comp}$)은 대조구에서보다 고농도의 $CO_2$ 조건에서 다소 낮았다. 순양자수율(${\varphi}$)은 고농도의 $CO_2$ 조건에서 재배된 배추에서 높았다. 그러나, $CO_2$반응곡선으로부터 얻은 광호흡률($R_p$), 최대카르복실화속도($V_{cmax}$), $CO_2$ 보상점(CCP), 최대전자전달률($J_{max}$), 탄소고정효율(ACE) 등은 $CO_2$ 농도에 따라서 차이가 없거나 있더라도 미미하였다. 그리고, 광계II의 최대 광화학적 효율($F_v/F_m$)과 잠재적 광합성능($F_v/F_o$)이 $CO_2$ 농도에 따라 유의한 차이를 보이지 않아 고농도 $CO_2$ 조건이 고랭지 재배시 배추의 생육에 스트레스로 작용하지 않는 것으로 보인다. 배추의 광합성을 위한 최적 온도는 고농도 $CO_2$에서 $2^{\circ}C$ 정도 더 높았으며, 최적온도 이상의 조건에서는 대기 $CO_2$와 고농도 $CO_2$에서 모두 $CO_2$ 고정률은 감소하고 암호흡은 증가하는 양상을 보였다. 이상의 결과로부터 미래의 대기 중 $CO_2$ 증가는 고랭지 재배시 배추의 생육에 있어서 스트레스 요인으로 작용하지는 않으며 수광량의 증가가 생산성을 향상시킬 것으로 보인다.

A comparison of photosynthesis measurements by O2 evolution, 14C assimilation, and variable chlorophyll fluorescence during light acclimatization of the diatom Coscinodiscus granii

  • Trampe, Erik;Hansen, Per Juel;Kuhl, Michael
    • ALGAE
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    • 제30권2호
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    • pp.103-119
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    • 2015
  • Photosynthetic rates of the large centric diatom Coscinodiscus granii were measured by means of multicolor variable chlorophyll fluorescence imaging, single cell $^{14}C$ assimilation, and optical $O_2$ sensor measurements during light acclimatization of cultures grown at five different irradiances: 50, 150, 235, 332, and $450{\mu}mol$ photons $m^{-2}\;s^{-1}$. Photo-acclimatization was evident from changes of cellular chlorophyll a content, growth rates, and light response curves. Each of the applied methods evaluates different parts and reactions in the photosynthetic apparatus, which makes a direct quantitative comparison of rates difficult, although a different degree of correlation were found between all three methods. However, when used in combination, they provide information about the internal relationship of photosynthetic pathways as well as the variation in photosynthetic capacity between individual cells within a single algal culture.

고추냉이 잎 수경재배시 차광정도가 광합성 특성 및 생육에 미치는 영향 (Effects of Shading on Photosynthetic Response and Growth Characteristics in Hydroponics for Wasabi Leaf Production)

  • 이주현;나상자르갈;최기영;이용범
    • 생물환경조절학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.9-13
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    • 2008
  • 본 연구는 고추냉이 수경재배시 유리온실내 무차광, 10, 30, 70% 차광률이 고추냉이 생육 및 광합성 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 광도가 증가할수록 엽록소 형광특성 ETR은 함께 증가하였으며, 무차광, 10%, 30%차광간의 차이가 없었으나, 70%차광 처리구는 다른 처리구에 비해 현저히 낮게 나타났다. Yield와 qP는 광도 증가와 함께 감소하였으며, 70% 차광 처리구에서 감소폭이 컸다. 광합성과 기공전도도는 10%차광에서 가장 높았으며, 증산율은 무차광 처리구에서 가장 낮게 나타났다. 고추냉이 엽면적과 생장량은 10%차광에서 가장 높았으며, 엽수는 무차광에서 가장 많고 차광률이 증가할수록 감소하였다. 엽장, 엽폭은 무차광, 10-30% 차광간에 유의적인 차이가 없었으나, 엽병장은 무차광에서 유의적으로 감소하였다. 뿌리의 생장은 70% 차광을 제외하고 처리간에 큰 차이가 없었다. 70% 차광에서 고추냉이 잎과 뿌리의 생장이 현저히 감소하였다 고추냉이를 11월에 정식하여 순환식 담액수경 방식으로 5개월간 재배한 결과 시설내의 차광률은 엽중, 엽병중, 엽면적과 광합성 특성 등을 고려할 때 10% 차광($700{\mu}molm^{-2}s^{-1}$)이 잎 생산에 적합하였다.

동화상내 공기유입속도의 변화에 따른 벼의 광합성반응 (Photosynthetic Response of Rice Plant to Changes of Air Influx Rate into Photosynthetic Chamber)

  • 현동윤;최경구;김진기
    • 한국작물학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.526-530
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    • 1994
  • 본 연구는 자연조건에서 생육된 벼를 수정 후 13일에서 15일에 일정한 환경조건으로 옮긴 다음 공기유입속도의 변화(200-280-360-440 ml/min.)에 따른 벼의 광합성 반응을 알아보기 위하여 진행되었다. 공기유입속도의 변화에 따른 경시적인 광합성반응에서, 기공전도율은 처리 후 초기에 급속히 감소한 다음 일정시간동안 동요되다가 약 1시간에서 1시간30분후에 평형상태에 도달되었다. 이와 유사한 변화는 탄소동화율에서도 찾아 볼 수 있었다. 기공전도율은 공기유입속도가 증가함에 따라 감소하였는데, 그 감소율은 탄소동화율에서 나타나는 감소율과 일치되는 경향이었다. 공기의 흐름을 분당 440 ml로 하여 전분이 축적되는 기간동안 처리하였을 경우, 전분덩어리들 간의 결합구조가 느슨하며 전분덩어리를 횡단하였을 경우에는 미세한 구멍이 발생됨을 관찰할 수 있었다. 이상에서 알 수 있는 것은 공기유입속도의 증가에 따른 기공전도율과 탄소동화율은 상호간 관계가 밀접함을 알 수 있으며 공기유입속토의 증가는 광합성과정에서 $CO_2$흡수 및 광합성의 최종산물인 전분구조에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.

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