The Effects of Microgravity on the Chlorophyll Fluorescence Respnose of Lettuce
As scientific interest extends beyond Earth, research on space agriculture has become essential for supporting human survival in extraterrestrial environments. This study examined the effects of altered gravity on lettuce growth and photosynthesis using a 2-D clinostat. Plants were placed at the center, 6 cm, and 12 cm from the rotation axis and compared to a control over nine days. Growth was assessed via leaf length and width, and photosynthetic responses were analyzed using OJIP chlorophyll fluorescence and photochemical indicators. While leaf length showed no significant differences, leaf width decreased significantly in the and groups. These groups also showed reduced photosystem II (PSII) activity and electron transport efficiency, indicating increased photosynthetic stress and decreased energy use. Elevated fluorescence at the J and P steps highlighted the photosynthetic system’s sensitivity to greater radial distances. This study offers quantitative insights into plant responses under gravity-compensated conditions and provides a foundation for optimizing space farming systems.
지구를 넘어선 과학적 관심이 확장됨에 따라, 우주 농업에 대한 연구는 외계 환경에서 인간 생존을 지원하기 위한 필수 요소가 되었다. 본 연구는 2차원 클리노스테이트(2-D clinostat) 를 이용하여 중력 변화가 상추의 생장과 광합성에 미치는 영 향을 분석하였다. 식물은 회전축의 중심, 6cm, 12cm 떨어진 위치에 배치되었으며, 대조군과 함께 9일 동안 비교되었다. 생장은 엽장 및 엽폭을 통해 평가하였고, 광합성 반응은 OJIP 엽록소 형광 및 광화학 지표를 통해 분석하였다. 엽장은 유의 한 차이를 보이지 않았지만, 엽폭은 6cm 및 12cm 처리구에서 유의하게 감소하였다. 이들 처리구에서는 광계 II(PSII) 활성 과 전자 전달 효율이 감소하여 광합성 스트레스 증가와 에너 지 이용 효율 저하를 나타냈다. 특히, J단계와 P단계에서의 형 광 증가 현상은 더 큰 반경 거리에서 광합성계의 민감성이 높 아졌음을 시사한다. 본 연구는 중력 보상 조건 하에서 식물의 생리적 반응에 대한 정량적 통찰을 제공하며, 우주 농업 시스 템의 최적화를 위한 기초 자료를 제공한다.