Drought is one of the key limiting factors that adversely affects the growth and productivity of crop plants. For the enhancement of drought tolerance in crop plants, the identification of basic mechanisms of a plant to drought stress is necessary. In this study, we compared physiological and biochemical responses of five local Arundenilla hirta ecotypes to drought stress. These ecotypes were previously collected from various parts of Korean peninsula, including Youngduk, Gunsan, Jangsoo, Jinju-1 and Yecheon. A. hirta plants were exposed to drought stress for 14 and 17 days respectively, followed by re-watering for 3 days. The results showed that the lipid peroxidation (MDA), hydrogen peroxide (H2O2), DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) radical scavenging activity, and proline level were significantly increased while the chlorophyll content was decreased by drought stress in A. hirta leaves. The highest proline content and DPPH scavenging activity were shown in Ecotype of Youngduk with least MDA and H2O2 levels while the highest MDA and H2O2 contents, and least proline and DPPH levels were shown in Gunsan, respectvely. These results indicate that the Youngduk is the most tolerant and Gunsan is the most sensitive ecotype among the five different collections. Together, these results provide a new insight of overall physiological responses of A. hirta to drought stress.

Environmental stresses caused by climate change, such as high temperature, drought and salinity severely impact plant growth and productivity. Among these factors, high temperature stress will become more severe during summer. In this study, we examined physiological and molecular responses of maize plants to high temperature stress during summer. Highest level of H2O2 was observed in maize leaves collected July 26 compared with June 25 and July 12. Results indicated that high temperature stress triggers production of reactive oxygen species (ROS) in maize leaves. In addition, photosynthetic efficiency (Fv/Fm) sharply decreased in leaves with increasing air temperatures during the day in the field. RT-PCR analysis of maize plants exposed to high temperatures of during the day in field revealed increased accumulation of mitochondrial and chloroplastic small heat shock protein (HSP) transcripts. Results demonstrate that Fv/Fm values and organelle-localized small HSP gene could be used as physiological and molecular indicators of plants impacted by environmental stresses.

Physiological responses and activities of antioxidative enzymes were investigated in pepper(Capsicum annuum) seedlings subjected to low temperature stress. The seedlings were exposed to 7℃, 11℃, or 15℃ for 4 h during the early seedling stage of pepper plants. The results showed that plant height and chlorophyll content were unaffected by the treatments. Polyphenol content in seedlings exposed to 7℃ was higher than that at 11℃ and 15℃ for 2 h. After 3 h of treatment, the flavonoid content was higher in pepper seedlings exposed to 7℃ than 11℃ and 15℃, which was slightly higher than that detected in the control. The H2O2 content increased remarkably with increasing exposure time to low temperature(i.e., 7℃) as compared to that at 11℃ and 15℃. The levels of antioxidant enzymes superoxide dismutase(SOD), catalase(CAT), ascorbate peroxidase(APX), and peroxidase(POD) fluctuated. These results provide basic information that can be utilized to maintain efficient temperature in greenhouses for sustainable growth of pepper under severe low temperature conditions.

We studied growth and physiological responses of Ambrosia trifida L. under the different light condition. Ambrosia trifida L. is Korean invasive species. For study, we selected the two spot (T1 and T2) in the Kongju National University. In each spots, we investigated growth and physiological responses in the more light environment (L) and in the less light environment (S). it makes 4 research spot (T1-L, T1-S, T2-L and T2-S). and first, we estimate light intensity (Lux) in each research spots. then take data on the growth responses which are a shoot height, a number of leaves, a leaf width and a leaf length. Also, we get some physiological data which are a photosynthetic rate, a transpiration rate, a stomata conductance, water use efficiency, chlorophyll content, photochemical efficiency of photosystem II (Fv/Fm). And, analysed them by using one-way ANOVA. As a results, the shoot height, No. of leaves, Leaf width and Leaf length were recorded relatively high in the spot of the most light quantity and in the spot of the least light quantity. In the physiological responses, the more light quantity was increased, the more photosynthetic rate, transpiration rate and stomatal conductance were increased. Fv/Fm, the photochemical efficiency of photosystem II, was the least recorded in the spot of the most light quantity. These results show Ambrosia trifida grow well in the spot of the most and the least light quantity but it grown in the shade has the less environmental stress.l

in vitro studies on salt torerance was carried out with Salix gracilistyla. Shoot growth of plants treated with NaCl showed statistically significances among different levels of concentration(0~200 mM) on 1/2MS medium. Plant growth was not grown at in higher concentration than 75 mM and plants were dead over 150 mM Nacl Browned leaf was observed from 14 days at higher concentration than then 75 mM NaCl, and chlorophyll content was dramatically decreased. Main roots and rootlet in same concentrates(75 mM) or high NaCl treatment were changed the color to black. The proline and sugar contents were dramatically increased in the higher than 75 mM NaCl treatments after 14 - 15 days. To determine NaCl and minerals in salt stressed plants, leaf, stem and root of in vitro plant were subjected to ICP analysis. Na content was increased with culture days in all three parts. These results suggest that S. gracilistyla can be used vegetative restoration in coastal wetlands reclaimed.

To determine the optimum water temperature (a temperature which minimizes metabolic activities and stress in fish) for long distance transportation of red-spotted grouper (Epinephelus akaara), by evaluating the behavior, survival and physiological and hematological responses to variable water temperature conditions (9, 12, 15, 18 and 21℃) for 48 hours. Fish exposed to 9℃ died at 48 hours exposure, but those exposed to 12, 15, 18 and 21℃ treatment groups all survived. Fish in the 15, 18 and 21℃ exposure groups exhibited normal swimming, while those exposed to 12℃ were observed to be stationary at the bottom of the tank. The plasma cortisol and glucose concentration were higher in fish exposed to 12℃ than at other temperature conditions. The fish in the 12 and 15℃ groups had significantly higher hematocrit (Ht) and hemoglobin (Hb) than those in the 18 and 21℃ groups (P<0.05). Levels of aspartate aminotransferase (AST), NH3 and osmolality showed a pattern similar to the levels of plasma cortisol, while alanine aminotransferase (ALT) and total protein did not significantly vary among the experimental groups. These results indicate that the optimum water temperature for long distance transportation of the red-spotted grouper is 15℃.

본 연구는 고온기 때 사료 내 다른 에너지 수준 및 비테 인 첨가 급여가 육성돈의 영양소 소화율 및 생리학적 변화 에 미치는 영향을 구명하기 위해 실시하였다. 실험동물은 삼원교잡종(L×Y×D; initial body weight, 73.5±0.5kg) 거세 수퇘지 12두를 사용하였고 대사틀에 배치하였다. 실험기간 은 고온기인 7~8월에 실시하였다. 실험계획은 에너지 2수 준(3,300 및 3,400kcal/kg)과 비테인 2수준(0 및 0.5%)이며 4×4 Latin square로 하였다. 조단백질 소화율은 고에너지 사료(3,400kcal/kg)가 저에너지 사료보다 유의적으로 높았 다(p<0.01). 그러나, 비테인급여는 영양소소화율에 영향을 미치지 않았다. 혈액생화학적 분석 결과에서는 에너지 수 준 및 비테인 첨가가 육성돈 내 생리적 변화를 보이지 않 았다. 면역반응을 나타내는 혈중 IgG에서는 고에너지 사료 가 저에너지사료보다 높았으나(p<0.05) 스트레스 지표를 나타내는 cortisol농도에서는 차이가 나지 않았고, 비테인 첨가급여는 IgG 및 cortisol 농도 변화를 나타내지 않았다. 결론적으로 사료 내 비테인 첨가급여보다 에너지 수준을 높이는 것이 돼지 체내에 더 긍정적인 효과를 보이며, 여 름철 고온스트레스를 받는 돼지 사료 내 고에너지를 급여 했을 때 어떠한 결과가 나오는지 추후 더 연구해 볼 만한 것으로 사료된다.

복숭아 ‘미홍’ 품종의 토양 수분 스트레스에 의해 나타나는 지상부의 생리적 반응을 구명하기 위해 본 연구를 수행하였다. 잎의 변색, 위조, 낙엽의 순서로 침수와 무관수에 의해 반응이 나타났으며 가지의 기부에서 시작 되어 선단부로 확대되었다. 가지의 길이 및 직경 생장이 두 처리구에서 모두 감소되었고 침수에 의한 낙엽이 심하게 발생되었다. 침수에 의해 뿌리의 수분 흡수와 잎의 광합성과 호흡이 감소되었다. 잎의 엽록소가 두 처리구에서 모두 감소되었다. 침수처리구에서는 육안으로 변화가 없던 잎에서도 엽록소가 감소한 것이 해부학적으로 관찰되었다. 전분은 침수와 무관수에서 모두 감소되었고 탄수화물은 침수처리구의 뿌리에서 감소되었다. 침수는 수분의 흡수나 이동이 불량해지고, 광합성능력의 감소와 낙엽이 발생되었다. 결국 저장양분이 부족해져 고사되거나 내한성 약화로 저온피해의 가능성이 높은 것으로 판단되었다. 복숭아 재배에서 수분 스트레스에 의한 피해를 방지하기 위해 관수에 유의하고 배수시설을 설치하여 토양조건을 개선하는 것이 요구된다.

본 연구에서는 식물공장에서 한국의 멸종위기식물인 분 홍장구채(Silene capitata Kom.)의 생육 및 개화에 최적인 광조건을 선정하기 위해, 식물공장용 LED 챔버 시스템에 서 적색광, 청색광, 백색광, 원적색광, 적색+원적색 혼합광, 적색+청색 혼합광 그리고 적색+청색+백색 혼합광을 처리 하여 생육, 생리 그리고 번식생태적 반응을 측정하였다. 측 정 항목은 분홍장구채의 로제트 잎 길이, 분얼 수, 광합성률, 수분이용효율, 광계Ⅱ의 광화학적 효율, 개체당 꽃 수이다. 그 결과 분홍장구채의 로제트잎 수는 적색+청색+백색 혼합 광에서, 분얼 수는 적색+원적색 혼합광에서 가장 많았다. 생리반응을 보면, 광합성률은 적색+청색+백색 혼합광에서 가장 높았지만 수분이용효율은 차이가 없었다. 광계Ⅱ의 광 화학적 효율은 적색+청색+백색 혼합광에서 가장 높았다. 이를 종합해 보면, 생육반응과 생리반응은 적색+청색+백색 혼합광에서 가장 높았다. 그러나 이와 달리, 개체당 꽃 수는 적색 단일광과 적색+원적색 혼합광에서 가장 많았다. 그러 므로 인공적으로 분홍장구채를 재배할 때, 꽃을 많이 피우 기 위해서는 적색 단일광과 적색+원적색 혼합광에서 재배 하는 것이 효과적이다.

최근 지구 온난화로 인해 열대야 발생 빈도가 증가하고 있으며, 야간 저온의 감소에 의한 사과의 착색 불량이 예상된다. 따라서 본 연구는 생육기 후반의 야간 고온이 ‘후지’ 사과에 미치는 영향을 구명하기 위해 성숙기 과실 품질과 시기별 안토시아닌 생합성 유전자의 발현량을 조사하였고, 잎과 과실 내 당 함량을 비교하여 야간 고온에 의한 생리반응을 구명하고자 실시하였다. 야간온도는 7월부터 10월까지 인공기상실 내부에서 처리하였고, 대기온도 대비 -4oC, +4oC 로 각각 설정하였다. 야간 고온은 과실의 횡경, 과중, 당도에 영향을 미치지 않았고 과피의 착색을 불량하게 하였지만, 착색 시기의 안토시아닌 생합성 유전자의 발현량을 변화시키지 않았다. 또한, 야간 고온에 의해서 잎의 sorbitol, glucose 함량과 과실의 sorbitol, sucrose 함량이 대조구에 비해 감소하였고, 잎 조직을 구성하고 있는 책상, 해면 등의 광합성 조직에는 차이가 나타나지 않았지만 광합성 조직 내의 전분 함량이 감소하였다. 따라서 야간 고온은 ‘후지’ 사과의 과실 품질에는 영향을 미치지 않았지만, 잎과 과실의 당 조성을 변화시켰으며, 안토시아닌 생합성 유전자의 발현과는 관계없이 과피의 착색을 억제하였다.

It is important to understand psychological and physiological responses of occupants who seated in a chair in order to shape a comfortable indoor official environment. So it is needed to find out optimal seated conditions. The purpose of this study was to explore optimal condition of seat air conditioning control based on psychological or subjective responses (perceived temperature and comfort sensation) and physiological responses (heartrate variability; HRV). To do this, experimental conditions were designed by the difference of indoor temperature and seat air conditioning temperature. In the experiment 1, seven experimental conditions were designed with one control condition which was not used seat air conditioning system, and six experimental conditions which the difference of indoor temperature and seat air conditioning temperature (-1℃～-6℃). In the experiment 2, four experimental conditions were designed with one control condition and three experimental conditions (-3℃～-5℃). In addition, participants’ psychological or subjective response was measured by CSV (comfort sensation vote) and PTS (perceived temperature sensitivity) as a psychological or subjective response, and heartrate variability was measured as a physiological response. As a result, in the experiment 1, it was reported that the optimal conditions of seat air conditioning control based on participants’ psychological or subjective comfort were from -3℃ to -5℃ experimental conditions. In addition, in the experiment 2, it was reported that the optimal condition of seat air conditioning control based on participants’ physiological comfort was -4℃ experimental condition. These results suggested that seat air conditioning could affected to comfort sensation of occupants in an appropriate range, rather than unconditionally.

LED lighting has an advantage of adjusting color temperature. This change of color temperature may derive change in behavioral and physiological responses of the visual perception for indoor environments. This research examined the changes of behavioral and physiological responses caused by the color temperature. The environment was configured that the indoor temperature was 20 degrees centigrade or less as the perceived uncomfortable environment in winter. Then, the comfortable sensation vote (CSV) and the results of 3-back working memory test were measured as behavioral responses. In addition, the Electrodermal Activity (EDA) and Electrocardiogram (ECG) were measured as the responses of autonomics nervous system (ANS) in the three conditions of color temperature (red: 3862K, white: 5052K, blue: 11,460K). As a result, behavioral responses were not significant by the condition of color temperature, but the tendency of occupants’ physiological relaxation appeared in the blue color temperature condition compared with the white color temperature condition. Although the color temperature of LED lighting might be a small factor in terms of the characteristics of indoor environment, it suggests that the color temperature could have an impact on the physiological changes in the parasympathetic nervous system.

여러 가지 경로를 통해 유입된 귀화식물은 전국적으로 분포하며, 사구생태계에도 침입하여 자생종의 생태적 지위를 위협하고 있다. 본 연구는 해안사구에 분포하는 귀화식물의 효율적 관리 방안을 마련하기 위해 비생물적 요인인 염분스트레스가 달맞이꽃의 생장에 미치는 영향에 대한 실험을 실시하였다. 염분농도구배에 의한 발아 실험 결과 농도가 높을수록 발아율이 감소하였으며, 염분에 대한 내성범위는 160 mM까지 나타났다. 유묘기에 실시한 염분농도구배 실험에서 200 mM까지는 90% 고사하였으며, 300 mM 이상에서는 100% 고사하였다. 최초 고사일은 실험 시작 후 100 mM에서는 18.5일, 800 mM에서는 6일이었으며, 최종 고사일은 100 mM에서는 29.5일, 800 mM에서는 6일이었다. 따라서 해안사구에 분포하는 달맞이꽃의 관리 방안은 2단계 과정을 제안한다. 1단계는 발아시기 이전에 170 mM 이상의 염분을 분사하여 발아를 억제하는 방안이고 2단계는 유묘기인 6월에 달맞이꽃 잎에 600 mM 이상의 염분을 분사하여 단기간에 고사시키는 방안을 적용한다면 해안사구에 분포하는 귀화식물 관리에 효과적일 것으로 판단된다.

여러 가지 경로를 통해 유입된 귀화식물은 전국적으 로 분포하며, 사구생태계에도 침입하여 자생종의 생태적 지위를 위협하고 있다. 본 연구는 해안사구에 분포하는 귀화식물의 효율적 관리 방안을 마련하기 위해 비생물적 요인인 염분스트레스가 달맞이꽃의 생장에 미치는 영향 에 대한 실험을 실시하였다. 염분농도구배에 의한 발아 실험 결과 농도가 높을수록 발아율이 감소하였으며, 염 분에 대한 내성범위는 160mM까지 나타났다. 유묘기에 실시한 염분농도구배 실험에서 200mM까지는 90% 고 사하였으며, 300 mM 이상에서는 100% 고사하였다. 최 초 고사일은 실험 시작 후 100mM에서는 18.5일, 800 mM에서는 6일이었으며, 최종 고사일은 100mM에서는 29.5일, 800 mM에서는 6일이었다. 따라서 해안사구에 분포하는 달맞이꽃의 관리 방안은 2단계 과정을 제안한 다. 1단계는 발아시기 이전에 170 mM 이상의 염분을 분사하여 발아를 억제하는 방안이고 2단계는 유묘기인 6월에 달맞이꽃 잎에 600 mM 이상의 염분을 분사하여 단기간에 고사시키는 방안을 적용한다면 해안사구에 분 포하는 귀화식물 관리에 효과적일 것으로 판단된다.

본 연구에서는 산마늘, 곰취 및 곤달비를 대상으로 임간재배지 내 광 환경 차이에 따른 광합성 특성, 엽록소 형광반응, 엽록소 함량변화를 조사·분석 하였다. 세 식물의 월별에 따른 광합성 속도 및 광화학 효율은 산마늘은 6월, 곰취와 곤달비는 7월에 가장 우수하였고, 엽록소 함량 역시 산마늘은 6월, 곰취와 곤달비는 7월에 가장 많았다. 광 환경 차이에 따른 광합성 속도 및 광화학 효율은 산마늘은 전광의 39% > 전광의 59% > 전광의 5% 순으로 전광의 39%에서 가장 높았다. 그러나 곰취와 곤달비는 전광의 59% > 전광의 39% > 전광의 5% 순으로 전광의 59%에서 가장 높았다. 세 식물의 총 엽록소 함량 변화는 세 식물 모두 피음 수준이 높아질수록 증가하였다. 이상의 결과에서 산마늘은 전광의 30~40%, 곰취와 곤달비는 전광의 50~60%의 광 환경에서 재배하는 것이 효과적일 것으로 판단된다.

The aim of the present study was to assess the effects of ammonia on physiological responses in Korean rockfish (Sebastes schlegeli). Interestingly, no mortality were observed when the specimens (301.1±8.0 g) were exposed to five levels of un-ionized ammonia (NH3) (control, 1, 2, 4, 8 mg L-1) for 3 hours. Furthermore, a significantly higher increase in gill Na+/K+-ATPase (NKA) pump activity with was detected due to the ammonia exposure. The activity of the fishes were found to be 4 and 8 mg L-1 NH3, which was significantly high compared to normal 1 mg L-1 NH3. Although ammonia exposure had no effect on plasma Cl-, exposure to both 4 and 8 mg L-1 NH3, however it led to increase in the plasma Na+, K+ and osmolality levels. Also, prolong ammonia exposure cause increase of plasma cortisol and glucose levels. The increase in glucose was accompanied by an increase in cortisol. The fish exposed to 4 and 8 mg L-1 NH3 showed significantly higher hematocrit than control group than those exposed to 1 and 2 mg L-1 NH3. The intensity of cell damage increased with the increase concentration and exposure to ammonia. Furthermore, hyperplasia, separation and epithelial necrosis were also observed in gill tissues. Taken together, the results showed that direction of changes to the investigated parameters can be used to determine the physiological responses of Korean rockfish to ammonia.

겨울철 눈이 내린 도로의 동결을 방지하기 위해 염화칼슘을 제설제로 사용하는데 이것은 용해되어 도로주변의 수목에 피해를 줄 수 있다. 본 연구는 겨울철 제설제로 이용되는 염화칼슘 처리에 따른 복자기의 생장과 생리적 반응을 알아보기 위해 생장 특성, 광색소함량, 광합성 효율, 엽록소형광반응을 측정하고 식물체 및 토양 분석을 하였다. 실험구는 무처리(대조구), 9mM(0.5%), 18mM(1.0%), 54mM(3.0%)의 총 4개의 처리구로 나누어 용해액을 신초가 나기 전, 일주일 간격으로 2회 500ml씩 살포하였다. 염화칼슘 처리 결과, 처리 후 30일째 염화칼슘 농도가 증가함에 따라 0.5% 처리구부터 총엽록소함량, 광합성율, 증산율, 기공전도도, 광계 II활성이 감소하였고 특히 3.0% 처리구에서 두드러졌다. 반면, 엽록소a/b는 염화칼슘 농도가 높아짐에 따라 증가하였고 수분이용효율은 1.0% 처리구에서부터 증가하였다. 처리 후 50일째 3.0% 처리구는 고사하여 측정할 수 없었고, 모든 처리구에서 대조구에 비해 엽록소a, 엽록소b, 총엽록소함량, 광계II활성, 광계II광화학효율이 감소하였다. 이러한 결과는 Ca2+와 Cl-이 잎과 토양에 축적되어 수분의 흡수와 전자전달의 방해에 기인한 것으로 염화칼슘 처리구에서 수고생장율의 50% 이상 저하를 가져왔다. 염화칼슘의 처리 농도와 시기에 따른 차이는 있었지만 모든 염화칼슘 처리구에서 생장율은 감소하고 생리적 활성은 둔화되었고 이는 시간이 경과함에 따라 심해졌다.

수온조절 (6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27􀆆C)에 의해 유도된 멍게의 물렁증 진행에 따른 생리학적 특성을 연구하였 다. 수온조절에 의한 물렁증 유도율은 수온 15􀆆C에서 가 장 높았으며, 24􀆆C에서 가장 낮았다. 물렁증은 피낭 색깔 및 탄성을 기준으로 S0, S1, S2, S3의 4단계로 구분하였 다. 정상개체와 물렁증을 가진 개체들 사이에서 산소소비 율과 여수율은 유의한 차이를 보였다. S0에 비해 S3단계 에서 혈구 구성비의 가장 뚜렷한 변화는 multi-vacuole cell은 약 1/2 감소하였으며, morula cell은 약 10배 증가 하였다. 기관계 구조의 변화는 피낭, 수관, 새낭, 육질부, 소화선에서 상피세포의 변성, 미세섬유의 변성, 혈구의 증가 및 근섬유의 변형이 확인 되었다. 이러한 모든 특 징들은 멍게의 정상적인 생리학적 기능에 영향을 미칠 수 있다.