산오이풀(Sanguisorba hakusanensis)은 한국의 자생식물 이며 정원소재로써 가치가 있지만, 생육 및 생리적 특성 및 정 원 적응 여부에 대하여 알려진 정보가 많지 않아 이용에 어려 움을 겪고 있다. 본 연구에서는 자생식물인 산오이풀의 관수 주기 및 NaCl 농도에 따른 생장, Fv/Fm, NPQ, 성분 변화, 무기성분 변화를 조사하여 내건 및 내염성 보유 여부, 생육 한 계 범위, 스트레스 환경에서 생육을 유지하기 위한 반응을 파 악하고자 했다. 실험 결과 NaCl 무처리구의 관수주기에 따른 성분 분석에서 엽록소 함량의 감소를 제외하고 유의한 차이가 나타나지 않았으나 이는 토양수분함량이 건조 스트레스를 유 발할 정도로 감소하지 않았기 때문으로 보인다. 염 처리에서 는 2주 이후 급격한 스트레스 반응이 나타났고 3주차부터 고 사하기 시작하여 6주차에 모든 개체가 최종 고사했다. 이러한 결과는 2주까지 염 스트레스에 의해 유발되는 2가지 스트레 스 중 초기에 나타나는 삼투 스트레스에는 저항하였으나 이후 나타나는 NPQ의 감소 등 이온 스트레스에 의해 유발된 광합 성 기구 붕괴로 인해 정상적인 생육을 유지할 수 없었기 때문 에 나타난 것으로 보인다. 그러나 무기이온 분석은 이온 스트 레스에 저항하기 위한 메커니즘의 존재 가능성을 시사하였다. 상대적으로 염 농도가 낮을 때에는 세포내 Ca2+ 및 K+ 수준이 높았는데, 이는 Ca2+ 수준이 높아짐에 따라 Na+를 세포 밖으 로 방출시키는 단백질, Na+를 K+와 함께 수송하는 단백질이 기능하여 Na+축적을 지연시키는 반응이 있었음을 시사한다. 그러나 NaCl을 고농도로 처리했을 때는 이러한 반응이 관찰 되지 않았다. 따라서 산오이풀은 염 스트레스에 의해 야기되 는 삼투 스트레스에 강한 저항성을 가지고 있고 이온 독성을 줄이기 위한 메커니즘으로 Na+ 세포내 축적을 지연시키는 것으로 보이지만, 심한 염 스트레스를 받았을 때 나타나는 급격 한 반응에서 이러한 메커니즘이 기능하지 못하고 이온독성에 매우 취약한 것으로 여겨진다. 본 연구를 통해 자생식물인 산 오이풀의 활용을 늘리는 데 기초적인 자료를 제공할 수 있을 것으로 생각된다.

본 연구는 고온과 연속광 조건 하의 복합 스트레스 환경에서 실내 관엽식물이 어떤 엽록소 형광 반응을 나타내는지에 대해 조사 및 분석했다. 대부분의 실내 관엽식물은 이와 같은 스트레스 조건에서 광도가 높아질수록 Fo, Fj 단계에서 형광 밀도가 증가하고 Fi, Fm 단계에서 형광 밀도가 감소한 것으로 나타나 광계II의 반응중심에 있는 전자수용체 퀴논의 상당량이 환원상태에 놓여있음을 암시했다. 뿐만 아니라 최대 양자효율과 최대 양자수율을 나타내는 Fv/Fm와 ΦPo는 광도가 높아질수록 낮게 나타났고 반대로 에너지 소산을 나타내는 DIo/RC 값은 광도가 높아지는 것에 비례하여 높게 나타났다. 이를 미루어보아 고광도 수준에서는 대부분의 광자가 제대로 활용되지 못했음을 알 수 있었다. 특히나 아이비와 테이블야자 는 고온 및 연속광 조건에서 현저한 스트레스를 받는 것으로 분석되었는데 이와 같은 스트레스 조건의 실내에서 재배할 경우 60 μmol m-2 s-1의 저광도 수준에서 재배하는 것이 바람직한 것으로 보인다. 반대로 무늬스킨답서스와 관음죽은 스트레스를 비교적 적게 받는 것으로 나타나 고온과 연속광 조건하에서도 광도의 세기와는 무관하게 양호한 생육이 가능할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 토마토 유전자원 49점을 대상으로 엽록소형 광 측정 프로토콜인 Quenching act 2를 이용하여 염류 스트레스 수준을 구분할 수 있는 엽록소형광 매개변수를 선발하기 위해 수행되었다. 염류 스트레스 평가는 3엽기 유묘 단계의 토마토 유전자원 49점을 대상으로, 1일 1회 NaCl 400mM로 저면관수를 처리하였다. 염류 스트레스 처리 4일차에 토마토 유묘의 지상부 생체중, 엽록소 및 프롤린 함량 분석을 실시하였 다. 토마토 유전자원 49점의 지상부 생체중 및 엽록소 함량은 대부분 감소하였으며, 프롤린 함량 증가율은 유전자원 별로 유사하였다. 대표적인 12개의 엽록소형광 매개변수는 염류 스트레스에 노출되는 기간이 길어질수록 증감하는 경향을 보였으며, 염류 스트레스에 노출될수록 Y(NO)는 증가하였다. 본 연구결과에서 유전자원 49점의 광계Ⅱ의 비조절 에너지 소산의 양자 수율[Y(NO)]은 염류 스트레스 하에 차이를 보였으 며, 염류 스트레스에 저항성을 지닌 염류 저항성 유전자원과 염류 스트레스에 감수성 유전자원 간의 차이를 확인할 수 있는 엽록소형광 매개변수로 판단되며, 토마토 유전자원에 대해 염류 스트레스 수준을 평가할 수 있는 보완적인 도구로 활용 가능하다고 판단된다.

본 연구는 육안판단이 아닌 엽록소형광 이미지 측정기 법을 이용하여 비파괴적으로 수박접목묘 플러그트레이 단일 셀에 대해 건조스트레스를 정량화하고자 수행되었 다. 접목 후 6일차 수박접목묘를 3일동안 균일한 관수관 리 하에서 재배한 후 건조스트레스를 부여하였다. 이후 플러그트레이 단일 셀 형태의 수분함량센서를 이용하여 D1(53.0%, 충분한 수분상태)단계부터 D9(15.7%, 극심한 건조스트레스)단계까지 9개 그룹으로 분류하고 엽록소 형광을 측정하였다. 또한 건조스트레스에 영향을 받은 묘(D5-D9)에 재관수하여 육안판단으로 확인되지 않은 광합성 및 생육 회복 수준을 측정하였다. 3개의 건조스트레스 단계의 엽록소형광 곡선 형태는 건조스트레스 조기 탐지에 대해 다른 양상을 보였다. 총 16개의 엽록소 형광 지수는 건조스트레스에 노출되면서 지속적으로 감소하였으며, 육안으로 판단 가능한 D5(32.1%)단계에서 크게 감소하였다. 형광감소율(Rfd_Lss)는 초기 건조스트 레스 수준(D5-D6)에서 명확하게 감소하기 시작하였으며, 최대 광화학효율(Fv/Fm)은 극심한 건조스트레스 수준 (D7-D9)에서 크게 감소하였다. 따라서, Rfd_Lss 및 Fv/ Fm 지수를 건조스트레스의 초기 및 이후 단계에서 생육 및 광합성 회복 평가를 위한 지표로 선정하였다. 개별 엽록소형광 지수의 수치값 차이와 엽록소형광 이미지를 통해 건조스트레스 수준이 직관적으로 확인되었다. 이러 한 결과는 Rfd_Lss와 Fv/Fm은 각각 초기 및 극심한 건 조스트레스를 탐지하지 위한 엽록소형광 지수로 활용될 수 있으며, Fv/Fm은 재관수시 회복 평가를 위한 최적의 엽록소형광 지수로 판단된다.

본 연구는 대목과 접수의 결합 단계에서 나타나는 스트레스를 오이접목묘의 엽록소형광반응, 엽록소함량, 활착 및 생장 특성 측면에서 분석하고자 수행되었다. 이를 위해서 활착실 내의 광합성유효광양자속은 25, 50, 100, 150μmol·m-2·s-1의 4수준으로 설정되었고, 기온, 상대습도 및 LED 램프의 광주기는 각각 25oC, 90%, 16h·d-1이었다. 본 연구에서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 대목의 최대양자수율은 0.84-0.85로서 광량에 따른 분명한 차이가 나타나지 않았다. 한편, 접수의 최대양자수율은 접목 후 2일째에 0.81-0.82로 낮게 나타났으나, 3일째부터 광량이 높을수록 접수의 최대양자수율이 증가하였다. 활착 후 4일째에 측정된 접수의 엽록소함량은 광량이 증가할수록 높게 나타났다. 오이접목묘의 활착율은 광량이 100μmol·m-2·s-1 이하일 때 90-95% 정도로 높게 나타났으나, 150μmol·m-2·s-1의 처리구에서는 80% 정도로 저하되었다. 광주기에 따라 다르나, 오이접목묘의 활착에 적합한 한계 광량은 플러그 트레이 표면에 조사된 광량을 기준으로 100μmol·m-2·s-1 정도이다. 본 연구에서 처리된 광강도 하에서 활착된 오이접목묘의 발근에 최소 2일이 소요되었고, 이 기간에 접수의 최대양자수율은 최저치로 나타났다. 활착 단계에서 조사되는 광량에 따라 대목과 접수의 변이형광과 최대양자수율이 다르게 나타났다. 그러므로 접목묘의 활착 단계에서 나타나는 스트레스를 줄이면서 대목의 발근을 촉진하고, 접수의 최대 양자수율이 급격하게 저하되는 것을 방지하려면 광 및 습도 등의 물리적 환경이 정확하게 제어되어야 한다. 향후 접목묘의 활착 단계에서 대목의 발근, 통도조직의 결합 상태, 수분의 이동에 따른 엽록소함량 변화를 정량적으로 구명할 필요가 있다.

본 연구는 식물공장에서 특용작물인 인삼을 대상으로 LED광원, Duty비와 Hertz에 따른 생리ž생태학적 반응을 알아보고자 하였다. 광원의 종류는 단색의 적색광(R), 청색 광(B), 황색광(Y), 백색광(W), 원적색광(fR)과 적색+청색 혼합광(R+B), 적색+청색+백색 혼합광(R+B+W), 적색+원 적색 혼합광(R+fR)을 이용하였으며, RB광원의 Hz는 각각 20, 60, 180, 540, 1620, 4860Hz로 RBW광원의 Hz는 각각 60, 180, 540, 1620Hz로, 이를 제외한 나머지는 모두 180Hz로 처리하여 총 16개 구배를 하였다. 인삼은 1년생 묘삼을 한 화분(지름24cm×높이23cm)에 3개체씩 이식하여 각 구배 당 5개의 화분을 배치하였다. 그리고 이 실험을 각각 Duty비 30%, 50%, 70%로 총 3번 진행하였다. 실험 결과, 광원에 따른 엽록소형광은 원적색광(fR), Duty비 30%가 높았으며, Hz에 따른 RB혼합광에서는 4860Hz, Duty비 30%가 높았고, RBW혼합광에서는 540Hz, Duty비 30%에서 높았다. 광원에 따른 엽록소함량은 황색광(Y)이 가장 높았다. Hz에 따른 RB혼합광에서는 4860Hz, Duty비 30%가 높았고, RBW혼합광에서는 180Hz, Duty비 50%에 서 높았다. 이러한 연구는 추후 진행될 식물공장 내 최적 광질을 통한 인삼의 재배

이 연구는 들메나무, 버드나무, 참조팝나무, 신나무, 다릅나무, 호랑버들 6종의 식물을 심적 산림 습지 내에서 생육하는 개체와 습지 밖의 산지사면에서 생육하는 개체의 광합성 특성과 엽록소 형광반응의 차이를 조사하여 습지환경이 이들 식물의 생육에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 참조팝나무와 들메나무의 경우 습지 내 생육하는 개체가 산지에서 생육하는 개체에 비하여 기공전도도의 저하로 인해 대기로부터 CO2와 수분의 교환이 원활하게 이루어지지 못하여, 증산량 감소, 기공제한 증가 및 엽육세포 내 CO2 농도 감소 등 광합성 활성에 관련하는 반응들이 상대적으로 저하되는 경향을 보였다. 특히, 참조팝나무는 습지에서 생육하는 개체가 산지에서 생육하는 경우보다 광계 Ⅱ의 광화학반응 과정에서 에너지 전달 효율이 감소되는 것으로 나타났으며, 광합성 기구의 활력에도 영향을 미치는 것으로 나타났다. 결과적으로 산지와 습지환경의 차이가 광합성 반응 및 엽록소 함량의 변화를 가져오며, 수종마다 다른 경향을 보여주고 있음을 알 수 있었다.

본 연구는 차나무(Camellia sinensis L.)와 동백나무(C.japonica L.), 제주지역의 주요 과수작물인 귤나무(Citrus unshiu M.) 잎을 대상으로 엽록소형광과 CO2 흡수능을 비교 분석하여 탄소흡수원으로서의 가치를 평가하고자하였다. 차나무의 CO2 고정율은 같은 과의 동백나무보다 높고 과수작물인 귤나무와 유사하였다. 기공전도도 (gs)는 3종 모두 새벽에는 높고 이후 저녁 시간까지 계속하여 감소하였다. 엽육 내 CO2 농도 (Ci)는 3종 모두 새벽(06:00)에 높고 낮에 감소하였다가 저녁에 다시 증가하는 경향을 보였으며, 잎의 증산율 (E)은 낮 시간에 높아졌다가 저녁에 감소하였다. 차나무에서 광계II의 광화학적 효율(Fv/Fm)은 낮시간에 다소 낮아졌다가 저녁에 다시 증가하는 양상을 보였다. 이러한 낮시간의 Fv/Fm 감소는 광억제의 결과로 보이며 그 감소폭이 동백나무보다 적어 빛이나 고온 등에 내성을 가지고 있음을 알 수 있다. 엽면적당 활성상태의 반응중심의 상대적 밀도를 의미하는 RC/CS는 3종 모두 낮시간에 감소하였다. ABS/RC, TRo/RC, ETo/RC와 DIo/RC는 차나무와 동백나무에서 낮시간에 증가하였으며, 귤나무에서도 낮시간에 증가하였으나 유의성이 없는 것으로 나타났다. 일동화율은 차나무가 320.1 mmol m-2 d-1로 가장 높았으며, 귤나무와 동백나무는 각각 292.5 mmol m-2 d-1와 244.8 mmol m-2 d-1로 나타났다. 이상의 결과를 토대로 차나무는 광합성율이 높고 낮 시간의 광억제도 낮을 뿐만 아니라, 귤나무보다 수분요구량이 낮고 수분이용효율은 높아 탄소흡수원으로서 유용한 작물수종인 것으로 보인다.

본 연구의 목적은 법수늪 유역 내에 유입되는 비점오염원과 늪지의 유입부의 점오염원 예측지역을 선정하여 수환경의 계절적 변화와 형광광도계(phyto-PAM)에 의한 1차 생산력을 분석하여 늪지 생태계의 관리방안을 위한 기초자료로 사용하고자 했다. 조사 시기는 2006년 2월, 4월, 8월과 11월에 각각 1회 정점 1~5의 수 표면에서 수심 1m사이의 수역에서 채수하고, 법수늪 유역 5개 지점, 늪 중앙을 1개 지점으로 하여 정점을 설정하였다.

겨울철 저온에 의한 식물의 반응 및 생리적 상태를 확인하기 위해 문주란(Crinum asiaticum var. japonicum)을 대상으로 엽록소형광과 항산화효소 찬성의 변화를 조사하였다. O-J-I-P곡선을 분석한 결과 겨울철에 J, I, P-단계에서의 형광세기가 현저하게 간소하였다. 문주란 잎의 광계II의 광화학적 효율, 즉 Fv/Fm은 겨울철의 온도변화 추이와 유사하게 낮은 값을 나타내어 겨울철 저온이 스트레스 요인으로. 작용하는 것으로 보인다.

구상나무 침엽의 엽록소형광과 생육지의 환경요인의 일변화를 계절별로 조사하여 환경요인의 변화에 따른 구상나무의 환경 적응성을 규명하였다. 광계 II의 광화학적 효율, 즉 Fv/Fm은 겨울에는 0.19-0.36으로 매우 낮은데 반하여 여름에는 0.8-0.86으로 높았다. 낮시간의 Fv/Fm이 겨울에는 아침, 저녁보다 상대적으로 높아서 겨울철 한낮의 환경조건이 구상나무 잎의 광합성기구에 우호적으로 작용을 하는 것으로 판단된다. 여름에는 낮시간에 광억제가 다소

To compare the vitality among cool-season turfgrasses under summer weather conditions and to obtain information to improve the management of turfgrasses in golf courses and sports fields., the chlorophyll fluorescence of three cool-season turfgrasses commonly planted on golf courses in the Jeju area was measured. The turfgrasses were perennial ryegrass (Lolium perenne L.), Kentucky bluegrass (Poa pratensis L.), and creeping bentgrass (Agrostis palustris Huds.). In perennial ryegrass and Kentucky bluegrass, the chlorophyll index was low in early summer and high in late summer. In creeping bentgrass, it remained low throughout the study. Fo tended to be low in the early summer and high in late summer in the three turfgrasses. However, the difference in Fo between late summer and early summer was markedly higher in perennial ryegrass than in Kentucky bluegrass or creeping bentgrass. Fm tended to be low in early summer and high in late summer, without obvious differences among the three turfgrasses. Fv/Fm, a measure of photochemical efficiency, was also low in early summer and high in late summer in the three turfgrasses. However, Fv/Fm in late summer was mostly higher in Kentucky bluegrass and creeping bentgrass than in perennial ryegrass, indicating that the former are more resistant to the high temperature and humidity of late summer. Furthermore, Kentucky bluegrass had a high chlorophyll index in late summer and would be most resistant to the harsh conditions of late summer.

Background : The chlorophyll fluorescence imaging as non-destructive imaging methods have been used widely for efficiently early detection of plant responses to various stresses. The information from images acquired from different condition has the potential to generate specific signatures for particular stresses. Light-energy absorbed by plants is distributed over three competing processes: photosynthesis, thermal dissipation and chlorophyll fluorescence emission. An increase in Chl-FI thus implies a decrease in photosynthesis. The stresses in growing stage will change the efficacy of photosynthesis. As a example, Chl-FI of plant infections was carried out previously for a number of different viral and fungal plant–pathogen systems. Therefore, image can be used for differentiation of various stress index. Methods and results : 2-years-old ginseng plants were transplanted to plastic pots and each stress factors were treated. The stress factors used in this study were high temperature, low temperature, fungicide, and fungal pathogen. High temperature stress was induced by placing pots inside incubator adjusted at 35℃. For treatment of low temperature stress, ginseng plants were stored at 5℃ refrigerator for 5 minutes. Pathogen stress was carried to inoculate mycelial disk. Alternaria panax was inoculated potato-dextrose-medium and cultured for 10 days at 25℃. Mycelial disk obtained from cultured plate were placed on the one leaf of ginseng. Azoxystrobin wp was diluted 500, 1,000 times in tap water and sprayed to ginseng plants. Chlorophyll fluorescence image was acquired from each plant that stress treated and analyzed with sigma plot software. Conclusion : Important value, Fv/Fm (maximum efficiency of photosystem II), Fp (peak fluorescence during the initial phase of the operating efficiency of the Kautsky effect), NPQ-lss (steady-state, non-photochemical), etc., were significantly changed by variable stress index. But it was impossible to differentiate kind of stress by acquired value.

Background : Management of air temperature are known to primarily affecting on physiological properties and yield in plant. Methods and Results : The effect of air temperature on characteristics of photosynthesis and chlorophyll fluorescence in Cnidium officinal were investigated using growth chamber after cultivating for 24 hours under controlled condition. Net photosyntheis rate, transpiration was measured at 1,000 μmol m-2 s-1 of photon flux density and chlorophyll fluorescence was analyzed by OJIP method. Net photosyntheis rate was highest in treatment of 25℃. Although transpiration rate was lowest, water use efficience was also in treatment of 25℃. Stomatal conductance was mainly influenced from ambient climatric factors such as vapor pressure deficit. As results of chlorophyll fluorescence by OJIP analysis, maximum quantum yield (Fv/Fm) of photosystem II (PSII), PIabs and the relative activities per reaction center such as ABS/RC, DIo/RC were not changed at air temperature. Therefore, elevated air temperatue during short term influence the dark reaction in photosystem through controlling a water use efficience and transpiration. Conclusion : This result show that 25℃ of air temperature may be a adequate temperature to improving the efficiency of photosynthesis in Cnidium officinale.

Background : Management of air temperature are known to primarily affecting on physiological properties and yield in plant. Methods and Results : The effect of air temperature on characteristics of photosynthesis and chlorophyll fluorescence in Schisandra chinensis Baillon were investigated under controlled temperature using growth chamber. Net photosyntheis rate, transpiration was measured at 1,000 μmol m-2 s-1 of photon flux density and chlorophyll fluorescence was analyzed by OJIP method. Net photosyntheis rate and transpiration rate was higher in treatment of 25℃. As results of chlorophyll fluorescence by OJIP analysis, maximum quantum yield (Fv/Fm) of photosystem II (PSII) and PIabs was higher in treatment of 25℃ which reflects the relative reduction state of PSII. But in treatment of 35℃ the relative activities per reaction center such as ABS/RC, DIo/RC were higher than in treatment of 25℃ which implied that the relative reduction of electron transport at PSI and increasement of photo inhibition at reaction center. Conclusion : This result implies that 25℃ of air temperature may be a adequate temperature to improving the efficiency of photosynthesis through controlling a photosystem in Schisandra chinensis Baillon.

The response of the freshwater microalga, Chlorella vulgaris, to heavy metal stress was examined based on chlorophyll fluorescence analysis to assess the toxic effects of heavy metals in freshwater ecosystems. When toxic effects were analyzed using regular chlorophyll fluorescence analysis, photosystem II activity(Fv/Fm) decreased significantly when exposed to Cu2+ and Hg2+ for 12 h, and decreased in the order of Hg2+ > Cu2+ > Cd2+ > Ni2+ when exposed for 24h. The effective photochemical quantum yield(Φ′PSII), chlorophyll fluorescence decrease ratio(RFd), minimal fluorescence yield(Fo), and non-photochemical quenching(NPQ), but not photochemical quenching(qP), responded sensitively to Hg2+, Cu2+, and Cd2+. These results suggest that Fv/Fm, as well as Φ′PSII, RFd, Fo, and NPQ could be used to assess the effects of heavy metal ions in freshwater ecosystems. However, because many types of heavy metal ions and toxic compounds co-occur under natural conditions, it is difficult to assess heavy metal toxicity in freshwater ecosystems. When Chlorella was exposed to heavy metal ions for 12 or 24h, Fv/Fm and maximal fluorescence yield(Fm) changed in response to Hg2+ and Cu2+ based on image analysis. However, assessing quantitatively the toxic effects of several heavy metal ions is challenging.

Background : Excessively high concentration of sodium ion causednutrient deficiency and significantly decrease growth. This study was carried out to determine the limiting concentration range of sodium ion in the soil of ginseng field. Methods and Results : The growth of the ginseng cultivar Chunpoong reduced with increase in salinity, and the rate of growth reduction was higher in shoots than that of roots. Particularly, ginseng plants cultivated at high level of nitrate nitrogen or sodium may suffer delayed development and stunted growth. Chlorophyll damage occurred on the leaves of ginseng planted in relatively high levels (> 0.2 c㏖+/㎏) of sodium ion, as determined by the fluorescence reaction. The incidence of physiological disorder in ginseng cultivated at 249 sites was correlated with the concentration of sodium ion in the soils. About 74% of ginseng fields in which physiological disorders occurred had concentrations of sodium ion in soil greater than 0.2 c㏖+/㎏. In contrast, the concentration of sodium ions at 51 of 85 sites where no damage occurred was relatively (0.05 c㏖+/㎏- 0.15 c +/㎏). Conclusions : The concentration of sodium ion in soil of ginseng fields can be classified into three levels optimum (≤ 0.15), permissible allowance (0.15 - 0.2) and excessive (> 0.2).