식물의 기공은 이산화탄소와 수증기가 대기와 식물 사이를 이동하는 통로로 광합성 및 증산작용과 밀접하게 연관되는 중요한 생리적 기능 형질이다. 본 연구에서는 낙동강변에 서식하는 초본 식물종을 대상으로 자생식물과 외래식물 사이에 기공 형질에 차이가 있는지 조사 분석함으로써 낙동강변 식물 군집 내 기공 형질의 변이 양상을 파악하고, 또한 외래식물이 성공적으로 정착하는 이유를 알아보고자 하였다. 조사 결과, 같은 신장 모양 기공 형태를 가진 외래식물과 자생식물의 경우 기공밀도, 기공지수, 기공크기에 차이가 없었고, 이는 외래식물의 성공적 정착에 비어있는 생태적 지위가 꼭 필요한 것은 아님을 시사하였다. 기공밀도는 잎의 두께와 음의 상관관계를, 잎건조중량(LMDC)과는 양의 상관관계를 보였으며, 잎면적비(SLA)와는 상관관계가 없었다. 신장 모양기공을 가진 식물은 모두 양면기공형 잎을 가지고 있었고, 아령 모양 기공의 밀도 및 크기가 신장 모양 기공보다 작았다.
Seong-Wook Kang;Ji-Yoon Han;Chang Hyun Choi;Chon-Sik Kang;Swapan Kumar Roy;Seong-Woo Cho
한국자원식물학회지
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제36권3호
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pp.225-236
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2023
Stomatal traits such as stomata density (SD), aperture length (APL) and width (APW), guard cell length (GCL) and width (GCW), and distance between stomata (DIS) were investigated to identify correlation with agronomic traits for 35 Korean wheat cultivars. Flag leaf width (FLW) of Korean wheat cultivars was the widest in Ol-mil, and the narrowest in Keumkang. SD tended to be higher on the adaxial side than on the abaxial side in Korean wheat cultivars. SD of adaxial and abaxial sides was classified into a cultivar with a significantly different or not. In APL, 18 wheat cultivars showed significant differences according to leaf side, and APL of adaxial was longer than APL of abaxial in 13 wheat cultivars. In APW, 15 wheat cultivars showed a significant difference, and APW of abaxial was wider than APW of adaxial among them. In GCL, 14 wheat cultivars showed a significant difference, and the GCL of abaxial was longer than the GCL of adaxial in 10 wheat cultivars. In GCW, 10 wheat cultivars showed a significant difference, GCW of adaxial was wider than GCW of abaxial and in 6 wheat cultivars. FLW of adaxial and abaxial showed a negative correlation with GCL and a positive correlation with grain number per panicle. FLW of only abaxial showed a positive correlation with DIS. The SD of the adaxial showed a negative correlation with GCL, while the SD of the abaxial showed a negative correlation with APL. APL of both sides of the leaf showed a positive correlation with GCL, and APW of only abaxial showed a negative correlation with GLC. DIS of adaxial showed a negative correlation with tiller number (TN), while DIS of abaxial showed a positive correlation with GNP.
토양수분이 한발상태에서 적습상태로 변동되었을 때, 콩의 광합성속도, 증산작용, 기공전도도 및 엽내수분의 변화와 이들 형질간의 상호연관성을 구명하기 위하여 본 실험을 수행하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 한발상태에서 적습상태로 토양수분 함량을 변동시켰을 때, 광합성속도, 증산작용, 기공전도도 및 잎의 함수량은 재관수후의 시간이 경과함에 따라 증가하는 경향이었는데, 광합성속도는 증산작용보다 빠른 회복을 보였고 품종간의 일정한 경향은 보이지 않았다. 광합성속도와 엽내수분, 기공전도도와 엽내수분 및 광합성속도와 기공전도도간에는 모두 정(正)의 상관관계가 인정되었는데, 특히 광합성속도와 엽내수분간의 상관계수가 가장 높아 양자간의 밀접한 관계를 나타내었다.
유형이 다른 품종들간에 기공밀도와 기체확산저항의 차이와 광합성 속도에 미치는 영향 등을 비교 검토한 바 일반적으로 Indica 품종의 기공밀도가 Japonica 품종보다 컸으나 기체확산은 작았다. Indica 품종과 Japonica 품종간의 교잡을 통하여 육성한 품종들의 기공밀도와 기체확산 저항은 중간가를 나타냈다. 기공밀도와 기체확산저항 광합성 속도 간에는 현저한 정의 상관을 보였지만 특수엽중과는 현저한 질의 상관을 보였고, 단엽면적과의 상관관계는 현저하지 않았다. Indica 품종과 Japonica품종간의 교잡을 통하여 Indica 품종의 기공밀도가 크고 기체확산저항이 낮은 특성과 Japonica 품종의 특수 엽중이 큰 특성을 결합할 수 있다면 광합성 속도를 더욱 높일 수 있으리라 추측된다.
한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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pp.335-335
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2017
Recently NERICA (New Rice for Africa) was developed by a crossing of African rice (Oryza glaberrima Steud.) and Asian rice (Oryza sativa L.) in West Africa, and is considered to be drought resistant, but drought resistance of NERICA and differences between Asian rice are not clarified enough. In this research, NERICA (four cultivars and two lines), Asian rice (three cultivars and sativa parent of NERICA) and African rice (glaberrima parent of NERICA) were cultivated in the field in Shizuoka University under drought and traits of each cultivar and line relevant to drought resistance, stomatal conductance by porometer, soil water content of individual depths by TDR method, SPAD values by SPAD meter and leaf thickness by micrometer, were measured and compared with dry matter production and yield. Effects of compost were also compared among sativa parent, one NERICA cultivar and two NERICA lines. Glaberrima parent showed highest top dry weight. One NERICA line, one drought resistant Asian rice cultivar and sativa parent, showed higher top dry weight and yield (ear weight) than other Asian rice cultivars and NERICA cultivars and line tested. Compost tended to increase top dry weight and yield in one of NERICA line and sativa parent. But in one NERICA cultivar and line, top dry weight and yield were not increased. In one of Asian rice, one of NERICA line and sativa parent that showed high top dry weight and yield, stomatal conductance was high. On the contrary the glaberrima parent and in other NERICA cultivars and line it was low. In sativa parent compost increased stomatal conductance but in NERICA cultivar and lines it was not. Among cultivars and lines that showed high top dry weight and yield sativa parent and one of NERICA line SPAD value and leaf thickness were high but in one of Asian rice and glaberrima parent they were low. Cultivar and line differences in yield and top dry weight among Asian rice and NERICA were significantly correlated with those in stomatal conductance ($r=0.778^{**}$ and $r=0.654^*$, respectively) and those in leaf thickness ($r=0.600^*$ and $r=0.640^*$, respectively). In Asian rice cultivars average soil water content was significantly correlated with yield ($r=0.886^*$) but in NERICA cultivars and lines it was not significant correlated (r= -0.256). Cultivar and line differences in leaf thickness were significantly correlated with SPAD value ($r=0.773^{**}$). In Asian rice cultivars it was significantly correlated ($r=0.962^{**}$), but in NERICA cultivars and lines it was not significantly correlated (r=0.559). Asian rice cultivars tended to consume soil water to increase yield but in NERICA cultivars and lines the tendency was not clear. Correlation between SPAD value and leaf thickness was different between Asian rice and NERICA cultivars and lines, and in Asian rice cultivars it was significantly correlated but in NERICA cultivars and lines it was not significant. Importance of maintaining high stomatal conductance by high leaf thickness was clarified.
Pseudomonas chlororaphis O6 induces systemic tolerance in plants against drought stress. A volatile, 2R, 3R-butanediol, produced by the bacterium causes partial stomatal closure, thus, limiting water loss from the plant. In this study, we report that applications of extracellular polymeric substances (EPS) from P. chlororaphis O6 to epidermal peels of leaves of Arabidopsis thaliana also reduce the size of stomatal openings. Growth of A. thaliana seedlings with applications of the EPS from P. chlororaphis O6 reduced the extent of wilting when water was withheld from the plants. Fluorescence measurements showed photosystem II was protected in the A. thaliana leaves in the water stressed EPS-exposed plants. These findings indicate that P. chlororaphis O6 has redundancy in traits associated with induction of mechanisms to limit water stress in plants.
차광처리의 약광상태에서 더덕의 광합성속도에 영향을 미치는 주요 요인을 구명하여 물질생산에 관한 생리생태적 반응을 위한 기초 자료로 삼고자 본 실험을 수행하였던 바, 몇 가지 얻은 결과는 다음과 같다. 1. 차광처리한 더덕의 엽위별 광합성속도는 처리 후 44일째에 뚜렷히 증가하였으며, 그 증가 정도는 상위엽보다 하위엽에서 현저하였다. 2. 광합성속도와 비엽면적은 부(負)의 1차회귀직선 상태를 보여 차광하에서 잎이 얇아지는 경향이었으며 광합성속도와 기공전도도, 기공전도도와 SPAD는 모두 정(正)의 상관관계가 인정되었다. 3. 광합성속도를 종속변수로 하고 비엽면적(SLA), SPAD, 기공전도도, 수분퍼텐셜을 독립변수로 하여 중회귀분석을 한 결과, 4요인에 대해서는 중사관계수가 $r=0.848^{**}$로 나타났으며 기공전도도의 표준편회귀계수가 가장 높아 광합성속도에 가장 영향이 컸으며 그 다음으로 SLA, SPAD 및 수분퍼텐셜의 순이었다.
토양수분 부족이 콩식물체의 엽운동, 광합성능, 증산량, 수량 및 관련 형질에 미치는 영향을 조사하기 위해서, '단엽콩', '방사콩', '보광콩', '무한콩'을 비닐하우스 내에 폿트 재배에서 2주간 단수처리하여 실험을 하였다. 1. 광합성능은 광량(0.887$^{**}$ ), 기공전도율(0.788$^{**}$ ) 및 엽온(0.744$^{**}$)과 고도의 유의적인 정 상관이 있었다. 2. 1일중 광량과 온도가 증가함에 따라 콩의 복엽중 중앙의 소엽은 측렬의 소엽에 비해 더 빨리 엽운동이 시작되고 광합성능이 높은 반면에 수광량, 엽온은 다소 낮았다. 3. 한발구에 비해 관수구의 광량은 358 umole $m^{-2}$$s^{-1}$, 기공전도율은 0.2 mole $m^{-2}$$s^{-1}$, 엽온은 9$^{\circ}C$, 증산량 3.7 mole $m^{-2}$ , 광합성능은 8.5 $CO_2$, $\mu$mole $m^{-2}$$s^{-1}$이 각각 높았다. 4. 관수구에 비해 한발구의 수량 및 관련 형질이 다양하게 감소되었다 ; 개체당 건물중 8%, 개체당 근류중 7%, 근중 14%, 간장 3%, 분지수 7%, 경태 8%, 개체당 협수 17%, 개체당 립중 17%가 각각 감소되었다.
겨울철 제설제로 사용하는 염화칼슘에 의한 3년생 벚나무 잎의 가스교환 및 기공반응에 대해 알아보기 위해 개엽 전 염화칼슘 0.5%, 1.0%, 3.0% 수용액을 2회(1 L) 근권부에 처리하였다. 염화칼슘 처리 농도가 증가함에 따라 벚나무의 기공전도도($g_s$), 광합성율($P_n$), 증산율($T_r$), 그리고 수분이용효율(WUE)은 감소하였다. 염화칼슘 처리에 의해 기공전도도와 광합성율이 감소하였음에도 불구하고 엽육세포 내 $CO_2$ 농도($C_i$)가 대조구와 비슷하거나 높게 나타났다. 이러한 결과는 기공제한 뿐만 아니라 비기공제한 요인도 함께 광합성율의 감소를 야기하였다는 것을 의미한다. 한편, 벚나무의 개엽 전 염화칼슘 처리는 잎의 형태적 특징에도 영향을 주었다. 염분농도가 증가할수록 기공의 길이가 작아지고 기공밀도가 높게 나타났으며 잎의 크기가 작아졌는데, 이는 식물체 내 수분손실을 줄이기 위한 적응기작으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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