Background : The ginseng cool-season and semi-shade plant undergoes photosynthesis smoothly at low temperature in the morning but its efficiency falls at high temperature in the afternoon. Therefore, if it is possible to control light transmission rates (LTR) every day, it will be able to draw an ideal result in the ginseng growth by attracting a lot of lights before 11am and attracting few lights after 11am which is the affect point of the photosynthetic efficiency. Methods and Results : While installing the sun shading facility that could control the light environment based on 11am and surveying the ginseng's growth and photosynthetic characteristics. The photosynthetic efficiency increased 2.81 times compared to conventional practices without the change of the chlorophyll content although LTR was high because of the low temperature in the morning. The aboveground part growth of the ginseng which adapted to the light environment increased to influence the root weight, when the ginseng was 4 years old, the fresh root weight was averagely 33.3g per plant which increased by 81% than 18.4g of conventional practices. Conclusion : If the light environment management according with the photosynthetic nature of the ginseng is conducted based on 11am, it will be possible to produce a large capacity and excellent-quality ginseng.

Salvia miltiorrhiza has been used for treating heart and liver disease. In the present study, the influences of temperature on photosynthetical capacity of S. miltiorrhiza under controlled cultivation environment using growth chamber were investigated because of providing information about growth and secondary metabolite synthesis. And effect of harvesting time on growth properties and constituents such as salvianolic acid B, cryptotanshinone, tanshinone I, tanshinone IIA were evaluated. Maximum photosynthesis rate (5.102 μmol CO2/m2/s) and net apparent quantum yield (0.147 μmol CO2/m2/s), stomatal conductance (0.035 mmol/m2/s) and water use efficiency (7.108 μmol CO2/mmol H2O) was highest at 20℃. Results of chlorophyll fluorescence showed that elevated temperature had contributed to reduce a quantum yield and electron flux in photosystem. This result demonstrated that favorable temperature condition was determined at 20℃. Contents of salvianolic acid B, cryptotanshinone, tanshinone I and tanshinone IIA was highest in root sample harvested at 20 March, whereas growth and yield of S. miltiorrhiza had no significant differences with harvesting time. Therefore, this study shows that temperature play an important role in photosynthetic activity and harvesting time have influence upon accumulation of constituents in root of S. miltiorrhiza.

This study was performed to investigate the effects of enhanced light transmission on plant growth, photosynthetic ability, and disease tolerance to leaf blight, anthracnose in ginseng (Panax ginseng C. A. Meyer, Araliacease family) during the early growth stage (April to June). The photosynthetic ratio, stomatal conductance, and stem diameter of plants grown under a shade net with 15% light transmission rate showed an increasing trend compared to the control plants (5% light transmission rate) although the growth of the aerial parts were not influenced significantly. Plant height, stem length, and leaf length of treated plants were not significantly different from those of the control plants. Root parameters, such as root length, diameter, and weight of treated plants increased significantly compared to the control. Yield performance (187.4 ㎏• 10 a−1) of treated plants was 55.5% higher than that of the control (150.4 ㎏• 10 a−1). Additionally, disease severity scores of treated plants were lower than those of the control plants, revealing higher survival rates. To retain high yield potential and enhance the level of disease tolerance in ginseng, we suggest the increase of light transmission rate during the early growth stage.

This study was carried out to determine the effects of light controls and leaf mold on root growth and physiological responses of Atractylodes japonica growing in forest farming. The experiment was performed by light controls (100%, 62.5%, 40.3% and 19.7% of full sunlight) and application of leaf mold to soil. Height, stem diameter, number of flower buds and root collar diameter were the highest in leaf mold within 62.5% of full sunlight (relative light intensity 62.5%). And these were the higher in leaf mold within each light level. As the shading level increased, light saturation point and maximum photosynthesis rate decreased. As the light level decreased, SPAD value increased in control and leaf mold. As a result of surveying the whole experiment, A. japonica was judged worse root growth under the lower light level. It was concluded that the light level was one of the most important factors to produce A. japonica. Also, producing high-quality of A. japonica with the price competitiveness by using leaf mold like the experiment can be an effective way to increase incomes for farmers.

This study was performed to investigate the physiological responses of Oplopanax elatus by water condition.Drought stress was induced by withholding water for 26 days. The results show that PN max, SPAD, gs, E and Ci weresignificantly decreased with decreasing of soil moisture contents. However, AQY and WUE were decreased slightly only at26 day. This implies that photosynthetic rate is reduced due to an inability to regulate water and CO₂exchange through thestomatal. According to JIP analysis, ΦPO, ΨO, ΦEO and PIABS were dramatically decreased at 21 day and 26 day, whichreflects the relative reduction state of the photosystem II. On the other hand, the relative activities per reaction center suchas ABS/RC, TRo/RC were significantly increased at 26 day. Particularly, Dio/RC and DIo/CS increased substantially underdrought stress, indicating that excessive energy was consumed by heat dissipation. These results of chlorophyll a fluores-cence show that the sensitivity changes photosystem II activity. Thus, according to the results, O. elatus was exhibited astrong reduction of photosynthetic activity to approximately 10% soil moisture contents, and JIP parameters could be usefulindicator to monitor the physiological states of O. elatus under drought stress.

이 연구는 폐쇄형 식물공장 시스템 내에서 LED 펄스광의 튜티비 및 광도(PPFD)가 상추의 생장 및 광합성률에 미치는 영향을 구명하기 위해 수행하였다. 파종 3주 후 ‘청치마’ 및 ‘청치마’ 실생묘를 bar-type LED(red:blue:white = 5:2:1) 하에서 4주간 생육시켰다. LED 펄스(on/off) 간격은 연속조사(continuous), 200/200μs, 133/266μs, 100/300μs의 4가지로 설정하였는데, 이를 듀티비(duty ratio, DR, 한 주기 대비 점등시간 비율)로 표시하면 각각 100%, 50%, 33%, 25%였다. 이때 광도(PPFD)는 DR 100, 75, 50% 처리에서는 두 수준[고광(high light, HL), 저광(low light, LL)]으로 처리되었고, 광주기는 16시간이었다. 식물공장 내부의 온도는 주야간 20±2°°C, 상대습도는 약 70±10%로 유지되었다. 양액은 온도 20±2°C, EC는 1.2mS·cm-1, pH는 5.8±0.2로 유지되었고, NFT 방식으로 공급되었다. 처리 4주 후 ‘청치마’ 상추의 생체중과 건물중은 DR 100% HL 하에서 가장 높았고, DR 75% HL 및 DR 50% HL과는 유의차가 없었다. 엽수, 엽면적, 잎 두께(비엽면적의 역수)는 DR 100%, 75%, 50%의 HL처리에서 유의하게 큰 값을 나타내었다. 광이용효율(LUE)은 PPFD에 관계없이 연속광보다 펄스광 처리에서 높게 나타났으며, 특히 DR 25% HL 하에서 가장 높았고, DR 75% HL과 DR 50% HL 처리도 DR 100% HL보다 높은 값을 보였다. ‘적치마’ 상추의 생체중과 건물중은 DR 100% HL 하에서 가장 컸고, DR 100% LL, DR 75% HL, DR 50% HL 하에서 두번째로 컸다. LUE는 ‘청치마’와 같이 연속광보다 펄스광 하에서 높았다. 두 품종의 광합성 속도는 적산 PPFD에 비례하였으며, DR의 효과는 적었다. 결론적으로 펄스광은 상추의 LUE를 높이므로 LED를 광원으로 사용하는 폐쇄형 식물공장의 에너지 절감에 기여할 수 있을 것이다.

토마토 정식 전 후 묘령에 따른 토마토의 생육의 특성, 수량, 광합성 및 항산화 효소 활성을 알아보고자 본 실험을 수행하였다. 토마토 파종부터 정식시 까지 기간을 40, 45, 50, 55, 60일로 설정하였다. 육묘 기간이 50일(표준묘)보다 짧을수록 토마토 생장과 생육이 촉진된 반면에 육묘 일수가 길수록 생장과 생육이 감소하였다. 정식 후 4주는 묘령이 가장 짧은 40일묘에서 광합성량이 낮았지만 정식 후 8주는 차이를 보이지 않았다. CAT(Catalase), APX(Ascorbate peroxidase), POX(peroxidase) 들은 정식후 6주까지 증가하다가 8주부터 감소하였다. 정식후 4주는 SOD (Superoxide dismutase), CAT 활성은 묘령이 어릴수록 높은 경향을 보였고 반대로 정식 후 6주는 APX, POX는 육묘기간이 길수록 활성이 높았다. 토마토 수량도 표준묘와 비교해서 육묘 기간이 짧은 묘령에서 토마토 생산성이 높은 반면에 육묘기간이 길수록 생산이 감소하였다. 토마토의 생장과 수량의 관점에서 보면 육묘 기간은 40-50일 적합하다는 결과를 도출하였다. 따라서 토마토를 토경재배 할 경우 표준 묘령 50일보다 짧은 묘를 정식 후 생장과 생산성에서 유리할 뿐 아니라 육묘 시 발생되는 생산비의 절감에 유리할 것으로 사료된다.

This study was conducted to investigate the effect of atmosphere-leaf vapor pressure deficit (VPD) in Allium microdictyon Prokh. and Allium ochotense Prokh. The vapor pressure deficit (VPD) was rapidly increased with increasing temperature and decreasing relative humidity. Taken as a whole, the stomatal transpiration reaction was slightly late with increading of VPD. Maximum photosynthetic rate at high-VPD condition was 5.98 μmol CO2·m-2·s-1 in Allium microdictyon, which was a little lower than 6.59 μmol CO2·m-2·s-1 in Allium ochotense, respectively. After 2 p.m, stomatal transpiration of Allium microdictyon at the high VPD condition were rapidly decreased. Ci/Ca began to decline sharply at 8 a.m and showed the lowest value at 2 p.m, The results showed that Ci/Ca decreased with being used CO2 in the mesophyll intercellular space for photosynthesis. In high VPD condition, The water potential values showed the highest at 5 a.m, and the lowest at 1 p.m in high VPD condition. The water saturation deficits (WSD) in high VPD condition showed about 1.5 times higher than in low VPD condition. The results indicated that physiological activities in Allium microdictyon is more limited from high VPD conditions.

본 시험은 이상기후 대비 내습성 콩 품종의 조기육성을 위한 기초자료를 제공하고자 수행하였던 바, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 엽록소형광반응은 모든 시험품종이 V5 stage에 비해 R2 stage 과습처리시 더 급격히 감소되었으며, 풍산나물콩과 무한콩이 장엽콩과 명주나물콩에 비해 엽록소형광반응의 감소정도가 더 적었고, 과습처리 종료 5일 후 과습구가 대조구의 95～97% 정도로 회복도 더 빨랐다. 2. 광합성율은 과습처리 시기에 상관없이 풍산나물콩과 무한콩이 장엽콩과 명주나물콩에 비해 더 적게 감소하였으며, R2 stage 과습처리 종료 31일 후에 무한콩은 대조구에 비하여 과습구의 광합성율이 66%로 회복속도가 가장 빨랐으며, 명주나물콩은 41%로 광합성율의 회복속도가 가장 늦었다. 증산량의 변화도 광합성율과 같은 경향을 보였다. 3. 기공전도도는 R2 stage 과습처리에서는 평균 71% 감소한 반면 V5 stage 과습처리에서는 62%로 더 적게 감소하였다. R2 stage 과습처리 종료 31일 후에는 기공전도도가 대조구의 44%였으나, V5 stage 과습처리 종료 21일 후에는 대조구의 63%로, V5 stage 과습처리시에 회복속도가 더 빨랐다. 4. 단순회귀분석 결과, 대조구와 과습구 모두 기공전도도와 광합성율, 증산량과 광합성율 및 기공전도도와 증산량간에는 정의 상관이 있었다. 5. 증산량과 기공전도도가 광합성율에 미치는 효과를 추정하기 위하여 다중회귀분석을 한 결과, 기공전도도가 광합성율에 미치는 효과를 추정했을 때 대조구와 과습구의 R2 값이 0.7293과 0.7582였으나, 또 다른 독립변수인 증산량이 회귀식에 추가되어도 광합성율 변이의 설명정도가 크게 증가하지 않았다. 따라서 습해를 받을 경우 기공전도도나 증산율 중 어느 한 요소의 변화만을 측정해도 이들과 상관이 높은 광합성율의 변화를 추정할 수가 있을 것으로 판단됨.

We investigated the temporal variations of heterotrophic dinoflagellates (hereafter HDNF) and photosynthetic dinoflagellates (hereafter PDNF) from 14 June to 4 September 2003 at a single station in Jangmok Bay. We took water samples 47 times from 2 depths (surface and bottom layers) at hide tide. A total of 63 species were encountered and in general the most abundant genera were Prorocentrum and Protoperidinium. The abundance of PDNF and HDNF was in the range of 0.04~55.8x10 4 cells/L and in the range of 0.01~4.35x10 4 cells/L, respectively. The mean abundance of PDNF was approximately 7 times higher than that of HDNF, and was higher in the surface layer where has enough irradiance for photosynthesis than in the bottom layer. The total dinoflagellate abundance was higher in the NLP (nitrogen limitation period) than in the SLP (silicate limitation period), and the abundance in the hypoxic conditions was similar to that in the normal conditions. The Shannon-Weaver species diversity index were slightly higher in the bottom layer, the SLP and the hypoxic conditions. The PDNF abundance were correlated with temperature, DO, total inorganic nitrogen and phosphate in the whole water column, and the HDNF abundance was significantly correlated with temperature, salinity and DO. This study shows that the dinoflagellate abundance might be affected by abiotic factors such as irradiance, temperature, salinity, DO and the concentrations of inorganic nutrients, and provides baseline information for further studies on plankton dynamics in Jangmok Bay.

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 21.1μmol CO2m-2s-1를 보이고 2,000 PPFD에서는 낮아졌다. 한대리곰취가 27.39(μmol CO2m-2s-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.

Changing climate, especially water content(WC) and CO2 (CD) concentration could be effect on the growth of soybean and seed yield. So we evaluated the effects of WC and CD on the physiological characteristics of newly developed soy cultivars in growth chamber. Ten soy cultivars evaluated in three [CO2] levels (CD1, 350; CD2, 500; CD3, 700ppm) and three water content (WC1: 30%, WC2: 40, WC3: 50%) in the pot in growth chamber. Increased [CO2] from 350 to 500 and 500 to 700ppm enhanced crop growth parameters greatly and grain yield, however, grown in CD3 enhanced plant height increasing speed, and shortened growing duration, however, they were grow very weakly and it resulted in lodging problem. High soil water content (WC3) hampered growth and yield of soybean in three CD treatments and the degree was lower in CD1 and CD2 than CD3. In this results we can conclude increasing [CO2] in Korean peninsular might be decrease lodging resistance, especially high moisture content, so, plant breeders and physiologists need to develop improved lodging resistance cultivars under high water content and high CO2 content.

Brassica napus L. (Brassicaceae), is one of major oilseed crops commonly cultivated cereal-growing areas after the rice harvest in Asia countries, has recently focused much attention as its seed is the primary source for bio-diesels. In rapeseed growing regions of South Korea, typical double-cropping regions are constantly or periodically received with poorly drained soil condition or encountered dried soil condition during the reproductive stage. This study was conducted on rapeseed plants subjected to both waterlogging and drought conditions for 4 days to investigate responses in physiological characteristics, fatty acid compositions and yield performances at reproductive stage. The treatments were thus as follows: (1) control normally irrigated, (2) waterlogging treatment were flooded by placing their pots inside larger plastic pots filled with tap water with a 2-cm water layer over soil surface, (3) drought treatment was not irrigated. For recovery period, rapeseed plants subjected to waterlogging for 4 days were drained after waterlogging, and irrigated daily as control. Drought treatment after recovery period was irrigated daily as control. Rate of photosynthesis and stomatal conductance of waterlogging and drought treated plants significantly decreased within 4 days. For recovery period, stomatal conductance and photosynthetic rate of the waterlogged and drought treated plants occurred level similar to that of the controls by 2 days after recovery period. Fatty acid compositions of the both waterlogging and drought treated plants did not affect, but yield performances of the waterlogging treatment significantly decreased. These results suggest that both waterlogging and drought conditions for 4 days did not influence fatty acid compositions, but affected yield performance at final harvest.

본 연구는 이식 재배를 위한 건전 우량 인삼묘 생산을 위하여 해가림 내의 광량이 1년생 인삼의 광합성 및 형태적 특성에 대하여 조사하였다. 투과율에 따른 인삼의 엽록소 함량 및 광합성은 광 투과율이 높을수록 감소하는 경향을 보였으며, 광 투과율이 높은 조건은 잎이 생리적 장해를 받아 황변하는 모습을 보이고 있고, 줄기는 하피가 형성되었으며, 줄기의 유관속내 사부의 발달이 현저하게 위축되었다. 또한 뿌리는 광량이 높을수록 표피가 파괴되는 모습을 보였으며 형성층의 발달이 적었다. 뿌리 수량 역시 광 투과율이 높을수록 감소되었다.

The aerobic photosynthetic bacterium, which produces bacterial carotenoids was isolated and identified from coastal marine environments. This bacterium was identified by 16S rDNA sequencing and designated as Erythrobacter longus SY-46. E. longus SY-46 was Gram negative and rod shape, and the optimal culture conditions were 25℃, pH 7.0, and 3.0% NaCl concentration, respectively. The carbon and nitrogen sources required for the optimal growth were lactose and tryptone, respectively. Fatty acid compositions of E. longus SY-46 were C18:1(78.32%), ν-linolenic acid(C18:3n9.12.15c: 3.83%), margaric acid(C17:0: 3.38%), palmitic acid(C16:0: 3.07%), and docosahexaenoic acid(C22:6n3: 2.21%). In addition, E. longus SY-46 showed the characteristic absorption peaks of bacterial carotenoids(in the region of 450 to 480 nm) and bacteriochlorophyll(770 to 772 nm). Major carotenoids of E. longus SY-46 were polyhydroxylated xanthophylls such as fucoxanthin and zeaxanthin.

큰봉의꼬리, 골고사리, 손고비 등 자생상록양치식물 3종을 실내공간으로 도입이 가능한지 살펴보고자 현재 실내조경공간에서 가장 많이 설정한 100lux에서 2,000lux까지의 광도범위에서 살펴본 생육 및 광합성 활성의 변화는 다음과 같다. 첫째, 큰봉의꼬리의 경우 고사율이 없어 100lux에서도 어느정도 생육은 가능하였지만 전반적인 원할한 생육은 광도가 높을수록 우월하였으며 엽색발현이나 관상가치를 살펴볼 때, 1,000lux에서 가장 우월하였으며 2,000lux의 경우 잎 가장자리가 마르거나 황변화하여 관상가치가 오히려 1,000lux보다 저조하여 형광등으로 조명을 설치할 경우 1,000lux가 가장 적합한 광도임을 알 수 있었다. 둘째, 골고사리의 경우 식물의 일부 또는 전체가 고사하여 공시식물 중 생육상태가 가장 저조하였으며 원할한 생육 및 관상가치는 1,000lux에서 가장 양호하였다. 셋째, 손고비의 경우 광도가 높을수록 생육이 원할함을 알 수 있었는 데 엽색의 발현 및 엽수에 따른 식물의 관상가치를 고려해 볼 때, 2,000lux보다 1,000lux에서 더 좋음을 알 수 있었다 이상 공시식물에 있어 생육이 가능한 광도는 차이가 있었지만 원할한 생장 및 관상가치를 높일 수 있는 최상의 적정광도는 1,000lux임을 알 수 있었다.본 연구는 현재 실내공간에 도입되고 있는 대부분의 식물이 외래종임을 감안할 때 우리 자생식물소재를 개발하고 활성화시켜야 하는 측면에서 의미가 있었다고 본다 하지만 식물소재구입의 어려움에 따라 3종만을 한정적으로 구입하여 광도에 따른 도입여부를 살펴보는 연구의 한계가 있었고 관상가치 및 식물의 미적 균형감을 결정하는에 있어서 엽수와 엽색의 변화가 가장 중요한 요소임을 감안할 때 향후 광질에 따른 연구를 비롯하여 다양한 측면에서 자생식물의 활용방안에 대한 활발한 연구가 이루어져야할 것으로 판단된다.

차광처리가 더덕의 생육 및 광합성에 미치는 영향을 구명하기 위하여 본 실험을 수행하였던 바, 그 결과는 다음과 같다. 1. 차광처리에 의하여 만장과 엽면적은 증가하였으나, 덩굴 및 잎의 건물증은 감소하였다. 2. 차광처리에 의하여 엽록소함량 및 비엽면적은 증가하였으나, 엽위별 일정한 경향이 없었고 상위엽보다는 하위엽에서그 증가 정도가 컸다. 3. 광합성속도와 기공전도도는 광 강도가 강할수록 또 차광일수가 경과할수록 증가하는 경향이었으며 그 증가 정도는 대체로 하위엽에서 크게 나타났다.

일사 저하에 따른 벼의 형태적 변화와 광합성 특성 변화를 평가하기 위하여, 필리핀 소재 국제미작연구소(IRRI)에서 3품종을 이용하여 분얼기, 생식생장기, 등숙기에 약 40% 차광 처리하고 자연광 처리를 두어 비교한 결과는 다음과 같다. 1. 차광 조건에서 벼는 단위 엽면적 및 엽록소계(SPAD) 측정값 증가, 엽신으로의 건물중 분배비율 증가 등 일조 부족에 대한 적응 형태를 나타내었으나, 분얼이 지연되고 건물 생산량이 감소하는 특징을 보였다. 2. 차광 조건에서 생육한 벼는 자연광 조건에서 생육한 벼에 비하여 탄소동화속도가 늦었으나 조직 내 이산화탄소의 농도는 높게 유지되어, 차광 내 벼의 광합성이 낮았던 것은 광합성 기질인 이산화탄소의 제한이 아니고 photosystem의 전자전달 활성의 약화에 기인된 것으로 판단되었다. 3. 차광 조건에서 생육한 벼를 자연광에 1일간 노출시켜 순화한 후 측정한 최대 광합성과 photosynthetic photon flux density에 대한 광합성 반응은 자연광에서 생육한 벼의 광합성 반응과 차이를 보이지 않아, 차광 조건에서 생육한 벼는 자연광에서 생육한 벼 수준의 잠재 광합성 능력을 유지하고 있었으며, 차광에서의 광합성 저하는 단순하게 일사량 저하에 의한 현상이었다. 4. 분얼기간 동안 차광 조건에서 생육하고 유수형성기 이후 자연광에 노출되어 생육한 벼는 자연광 조건에서 생육한 벼에 비하여 유수형성기부터 출수기까지의 SPAD 값의 증가 정도가 적으며, 엽신 질소 함량의 감소 정도가 크고, 2,000umolm2s1 이상으로 강한 광 조건에서는 광합성이 감소하는 경향을 보여, 일조 부족에 적응한 벼는 photoinhibition 정도가 큰 것으로 생각된다. 5. 벼 수량은 자연광 처리에 비하여 유수형성기~ 출수기 차광에서는 수당영화수와 포트당 영화수의 감소에 의하여, 출수기~ 성숙기 차광에서는 등숙비율의 저하에 의하여 감소하였다.