Drought stress represents a major threat to global agricultural productivity, particularly affecting cereal crops such as Sorghum bicolor (L.) Moench. This study investigated the role of silicon (Si) in alleviating drought-induced oxidative stress through the modulation of antioxidant enzyme activities in sorghum seedlings. Using a drought-tolerant Sudanese cultivar (cv. Gadambalia), plants were treated with sodium silicate (1.67 mM) and subjected to osmotic stress via sorbitol treatment. Hydrogen peroxide (H₂O₂) levels were significantly elevated under drought stress, reaching 3.48-fold and 8.00-fold increases in shoots and roots, respectively. Si application substantially reduced H₂O₂ accumulation to 1.95-fold and 3.81-fold in shoots and roots. Enzyme activity analysis revealed that ascorbate peroxidase (APX) remained relatively stable across treatments, while catalase (CAT) showed a sparing effect under Si application. Peroxidase (POD) activity remained elevated in Si-treated plants under stress, indicating maintained antioxidant defense capacity. These results demonstrate that Si mitigates drought-induced oxidative stress not only through enzymatic regulation but primarily by reducing primary ROS generation, thereby enhancing plant stress tolerance and growth performance under water-deficit conditions.

본 연구는 생식생장기 가뭄 스트레스의 강도가 밀의 지상부 생리반응, 지하부의 형태학적 발달 및 종실수량에 미치는 영향을 구명하고자 수행되었 다. 포장실험은 경남 진주시 대곡면에 위치한 경상국립대학교 부속농장에서 2024년 10월부터 2025년 6월까지 산파한 앉은뱅이밀을 이용하여 실시였다. 밀의 생식생장기에 비가림시설(rainout shelter)을 설치하여 대조구(open field), 약한발(-0.5±0.2 MPa), 강한발(-1.2±0.2 MPa)처리를 하였다. 가뭄 스트레스에 의해 등숙기 초장은 대조구 대비 약한발과 강한발 처리에서 각각 8.8, 5.7% 감소였으나, 엽면적지수는 유의한 차이가 없었다. 등숙기 지엽(flag leaf)의 광합성 속도는 대조구 대비 약한발과 강한발에서 각각 33.0, 31.3%, 기공전도도는 각각 40.0, 43.3% 감소하였다. 지하부의 경우, 토양수분 확보에 필요한 분얼당 뿌리 길이는 가뭄 스트레스 처리구가 대조구에 비해 출수기에 증가하는 방향으로 가뭄에 대한 반응을 보였다. 종실 수량과 수확지수는 강한발 처리구에서 대조구 대비 각각 24.3%, 42.9% 감소하여 가뭄에 의한 수량감소 효과가 컸다. 따라서 봄철 가뭄은 밀의 뿌리발달은 증가시키나 광합성속도 감소와 지상부의 발달 저하를 초래하고 수량 감소를 일으킬 수 있으며 그 영향은 가뭄 스트레스 정도에 따라 다르게 나타난다.

Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) is a major winter forage crop requiring improved drought tolerance under climate change. This study evaluated 42 accessions, consisting of 20 Korean cultivars and 22 exotic germplasm under four polyethylene glycol (PEG) concentrations (0, 10, 15, and 20%) to assess germination and early seedling responses to drought stress. Increasing PEG levels significantly reduced germination percentage (GP), germination energy (GE), germination index (GI), and seedling vigor index (SVI), while mean germination time (MGT) increased. At 20% PEG, GP decreased by approximately 74% compared with the control. Early seedling vigor, expressed as SVI (integrating fresh weight, shoot length, and root length) also declined depending on concentration. Germination traits (GE and GI) showed strong positive correlations with SVI, indicating that early germination performance was closely associated with subsequent growth under drought stress. Fuzzy comprehensive evaluation and principal component analysis consistently identified several accessions (Earlybird, IR602, IR901, Florida 98, Maximus, Orlando, and Moscovsky 74) as relatively drought tolerant. Overall, the integration of germination and seedling vigor index provides a reliable phenotypic screening approach for identifying drought-tolerant Italian ryegrass.

To study the effects of external ethanol pretreatment on growth and drought tolerance in alfalfa, 21-day-old plants were pretreated with ethanol at 0-1000 mM for 4 days and then subjected to drought stress for 9 days. Ethanol pretreatment significantly enhanced plant survival under drought conditions, with the highest survival rate observed in the 250 mM treatment. In contrast, fresh weight and dry weight were not significantly affected by ethanol pretreatment. Relative water content was increased 7.15% at 250 mM ethanol treatment compared to 0 mM ethanol treatment. Chlorophyll content decreased compared to the control, while carotenoid content remained unchanged. total soluble carbohydrate content was reduced by ethanol pretreatment. Hydrogen peroxide (H2O2) levels were maintained only in plants treated with 250 mM ethanol, whereas lower and higher concentrations resulted in significantly decreased H2O2 content. These results suggest that ethanol pretreatment does not affect alfalfa growth, but significantly improves survival rate under drought conditions by maintenance of relative water content. Furthermore, it suggests that chemical priming using ethanol pretreatment could be applied as a method to improve drought tolerance of alfalfa plants.

Soybean (Glycine max L.) is a crucial global crop, serving as a significant source of protein and oil. However, its productivity is increasingly at risk due to climate change, particularly from drought stress. While conventional breeding has successfully identified and crossed drought-tolerant genotypes like DT2008 and slow-wilting lines, these efforts face challenges such as lengthy breeding cycles, strong environmental influences, and limited yield improvements. Molecular techniques, including genome-wide association studies, quantitative trait locus mapping, and marker-assisted selection, have enhanced the efficiency of identifying and selecting beneficial traits. Nevertheless, drought tolerance remains a complex polygenic trait. Biotechnology advancements introduce new possibilities; for instance, genetic modification has incorporated drought-responsive genes like AtDREB1A, codA, and GmNAC to improve survival, osmoprotection, and root development under water stress. Additionally, genome editing tools such as CRISPR/Cas9 allow for precise modifications of key loci and may enjoy greater public acceptance than traditional GM crops. Notable successes, such as the TN16-520R1 cultivar, which combines drought and herbicide tolerance, highlight the potential of integrating these technologies. Accurate evaluation methods are critical, with laboratory assays offering physiological insights, greenhouse experiments assessing gene function, and field trials confirming performance in real-world conditions. Future advancements in soybean breeding for drought tolerance will rely on integrating these complementary screening methods into high-throughput phenotyping pipelines to expedite the breeding process. In summary, improving soybean drought tolerance demands a synergistic approach that merges traditional diversity-based breeding with cutting-edge molecular techniques and genome editing. Key priorities include discovering functional genes, implementing precision phenotyping in field settings, and developing integrated breeding pipelines that simultaneously address drought and other stresses, such as heat and disease. This strategy aims to produce resilient cultivars capable of maintaining soybean productivity in the face of climate change.

에탄올의 외생적 처리는 다양한 비생물적 스트레스에 대한 식물의 내성을 향상시키는 것으로 보고되어 왔 으나, 이러한 결과의 대부분은 엽체류나 타 모델식물에 한정되어 있었으며, 과실을 맺는 원예작물에 대한 연구는 상대적으로 부족하다. 특히 주요 과채류인 멜론(Cucumis melo L.)에서의 애탄올 효과는 아직 충분히 규명되지 않 았다. 본 연구에서는 멜론에 가뭄 스트레스를 부여하기 전에 에탄올이 각각 0, 25, 50, 100mM 농도로 첨가된 양액 을 관주 처리하고, 봄과 여름 두 생육시기에 걸쳐 형태적 특성, 잎의 생리 반응 및 과실 특성을 평가하였다. 그 결과, 광합성률, 가공전도도, 증산률 등 가스 교환 생리 지표는 가뭄 스트레스 개시 6시간 이내에 에탄올 농도 증가에 따라 일시적으로 감소하였으나 24시간 내 회복되어 계절 간 유사한 경향을 보였다. 과실 특성에서는 계절적 변이가 뚜렸 하였으며, 봄에는 에탄올 농도 증가에 따라 가용성 고형물 함량 (°Brix)과 항산화 물질 함량이 지속적으로 증가한 반면, 여름에는 50mM 처리구에서 가장 높은 °Brix가 나타났고 총 페놀 함량과 DPPH 라디칼 소거 활성은 대조구 를 제외한 처리 간 유의한 차이가 없었다. 이러한 결과는 에탄올 처리가 식물의 스트레스 인지를 강화하고 멜론 과 실의 당 축적 및 항산화 능력을 증진시켜 가뭄 조건에서 과실 품질 향상을 위한 잠재적 전략이 될 수 있음을 시사한다.

본 연구는 배추의 내건성 평가지표 개발을 위해 엽록소 형광 이미지 파라미터, 형태 및 생리적 특성을 활용 하여 유묘기 배추의 건조 스트레스 후 회복을 평가하였다. ‘불암3호’와 ‘휘파람’ 두 품종을 이용하여, 5일동안 단수 처리 후 재관수 후, 12일간 회복기간을 가졌다. 건조 스트레스는 엽면적, 생체중, 엽수분함량을 감소시켰으나, 건물 함량은 증가하였다. 순광합성률, 증산률, 기공전도도는 건조 스트레스에 따라 유의하게 감소하였고, 엽육세포 내의 CO2 농도는 증가한 뒤 회복기에 점차 감소하여, 이는 광합성 제한요인이 기공적 요인(stomatal limitation)에서 비 기공적 요인(non-stomatal limitation)으로 전환된 것으로 판단하였다. 엽록소 형광 파라미터 중 Fv/Fm과 Fv/Fo는 건 조 스트레스에 따라 감소하였으나, 재관수 후 점차 회복되어 광계II의 가역적 광저해(photoinhibition)를 나타냈다. 회복 양상은 품종 간에 차이를 나타냈고, ‘불암3호’는 생육과 광합성 지표에서 빠른 회복을 보였으며, ‘휘파람’은 회복속도는 느리지만 광화학적 안정성이 더 크게 나타냈다. CF 파라미터는 형태적 및 생리적 특성과 높은 상관관 계를 보였고, 건조 스트레스 및 회복 평가에 있어 객관적이고 신뢰할 수 있는 평가지표로서 활용 가능성을 나타냈으 며, 이는 고속대량 피노타이핑(High-throughput phenotyping) 기술을 활용한 내건성 품종 선발 및 육성에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구는 건조 스트레스 조건에서 글루탐산의 경엽처리가 마늘의 생장, 광합성 특성 및 생리활성 반응에 미치는 영향과 적정 농도를 구명하고자 하였다. 건조 스트레스 처리 후 글루 탐산(Glu; 10, 80, 169mg·L-1)을 각각 7일 간격으로 2회 엽면 살포 하였다. 글루탐산 처리 시 마늘의 광합성 속도, 기공전도 도, 세포내 CO2 농도 및 증산속도는 무처리 대비 증가하였고, 1회차 처리시 효과가 높았다. 광합성 속도는 무처리 대비 평균 20－40% 이상 증가하였고, Glu80 처리가 가장 높았다. 항산 화 효소 활성 분석 결과 1회차 처리시 APX, CAT 및 SOD 활 성은 Glu80 처리가 가장 높았고, 무처리 대비 평균 30% 정도 높은 활성을 보였다. MDA 함량과 근활력을 측정한 결과 Glu80 처리가 Glu를 엽면살포 하지 않은 건조 처리와 유의한 차이를 보였다. 마늘의 생육 특성은 전반적으로 증가하는 경 향을 보였으며, 구중은 Glu80 처리가 11.1g으로 무처리 8.5g 에 비해 가장 무거웠다. 따라서, 건조스트레스 조건에서 글루 탐산 경엽 처리는 마늘의 생육, 광합성 특성 및 항산화 효소 활 성을 증대시켜 스트레스 피해를 완화하였고, 적정 농도는 80mg·L-1으로 판단된다.

본 연구는 저관리형 거리화단 화훼경관용 초화류 식물 선발을 위하여, 4종의 초본화훼식물(Zinnia elegans, Salvia splendens, Catharanthus roseus, Gomphrena globose )을 대상으로 무관 수 처리에 따른 내건성을 구명하고자 실시하였다. 4종 식물의 영구위조점을 알아본 결과, 무관수 후 백일초가 23일째 가장 먼저 고사하였고, 그 다음으로 살비아는 29일째, 일일초는 51일 째, 천일홍은 61일째에 고사하였다. 무관수 처리에 따른 4종의 용적수분함량 변화를 비교한 결과, 용적수분함량은 무관수 이후 지속적으로 감소하였고, 용적수분함량이 0%에 도달한 것은 백 일초가 무관수 16일째로 가장 빨랐으며, 그 다음으로 살비아 25일, 일일초 35일, 천일홍 40일 순으로 나타났다. 4종의 지상 부생체중의 감소율을 영구위조점에서 보았을 때 4종의 식물중 백일초의 감소율이 가장 높았고, 그 다음은 살비아, 천일홍, 일일초 순으로 높게 나타났다. 또한 지상부와 지하부 건물중의 증가율은 일일초가 가장 높았으며 통계적으로 유의하였다. 무관 수 처리에 따른 광합성 형광 변수 중 하나인 Fv/Fm 측정 결과, 백일초는 일시위조점인 15일째부터 감소하였고, 살비아는 무관 수 29일째, 일일초는 37일째, 천일홍은 43일째부터 감소하였 으며, 통계적으로 유의하였다. 무관수 처리에 따른 4종의 각 개체별 측정된 식생지수의 변화를 알아본 결과, 정규식생지수 (normalized difference vegetation index, NDVI), 광화학 반사율 지수(photochemical reflectance index, PRI), 안토 시아닌 반사율 지수(anthocyanin Reflectance Index, ARI) 가 무관수 기간동안 백일초, 살비아보다 일일초, 천일홍이 장기 간 건강한 잎의 범위에 속하였다. 본 연구결과를 종합해 볼 때, 저관리형 거리화단 화훼경관용 식물 선정 시 거리화단의 수분관 리 측면을 고려한다면 무관수 처리 후 약 50-60여 일간 생존하 여 내건성이 강한 것으로 나타난 일일초, 천일홍이 저관리형 거리화단 화훼경관 조성 시 적용 가능성이 매우 높은 식물로 판단되었다. 거리화단 화훼경관 조성 후 물관리가 어려운 거리 화단 화훼경관의 지속적인 유지, 관리에 대한 어려움이 부각되 어왔다. 따라서 저관리형 거리화단 화훼경관용 식물의 다양한 적용 및 관리를 위해서는 향후 보다 많은 식물종을 대상으로 한 실험뿐만 아니라 식물 내에서 품종 간의 비교에 대한 후속 연구도 필요한 것으로 생각되었다.

Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) is one of the most widely grown winter forage crops in Korea, but its yields are known to be greatly affected by drought that occur frequently in spring. This study aimed to compare the growth and tolerance response characteristics to drought stress in several Italian ryegrass varieties cultivated in Korea. Twenty-day-old Italian ryegrass was subjected to drought treatment for 4 days, and then the growth and physiological responses of the plants were compared. Drought stress reduced leaf length, fresh weight, and dry weight in all Italian ryegrass varieties compared to the control. In addition, chlorophyll content was significantly decreased in all varieties treated with drought stress, but Fv/Fm was significantly decreased only in Winter hawk. For H2O2 and malondialdehyde (MDA) contents, Winter hawk showed the highest increase and New dawn showed the least increase. In terms of relative water content (RWC), New dawn showed the least decrease and Winter hawk showed the greatest decrease. These results indicate that New dawn is relatively drought-tolerant and Winter hawk is a drought-sensitive variety, indicating that each variety of Italian ryegrass has different drought tolerance mechanisms, which may provide basic insight for the development of tolerant varieties in the future.

Drought stress is one of the major factors that reduce plant growth and productivity. This study was conducted to investigate the effect of exogenous acetic acid pretreatment on drought stress tolerance response in plants. Fourteen-day-old alfalfa plants were pretreated with 15 mM acetic acid, and then subsequently subjected to drought stress for 6 days. The fresh weight and relative water content in the leaves of acetic acid pretreated alfalfa plants were increased compared to the control group. The chlorophyll and carotenoid contents were slightly decreased in the acetic acid treatment. The H2O2 and proline contents were also significantly decreased in the acetic acid treatment. These results suggest that the scavenging mechanism of reactive oxygen species in alfalfa activated by acetic acid pretreatment is involved in conferring tolerance to drought stress.

Drought is one of the environmental factors inhibiting plant productivity and growth, leading to oxidative damage. This study aims to identify the role of sodium hydrosulfide (NaHS) as a hydrogen sulfide (H2S) donor in drought stress tolerance in Brassica napus. Drought-induced stress symptoms appeared eight days after treatment, showing wilted leaves and a significant reduction of leaf water potential. Drought-induced increase of lipid peroxidation was significantly reduced by NaHS application. NaHS-treated plants mitigated stress symptoms under drought conditions by reducing hydrogen peroxide (H2O2) content, confirmed with H2O2 localization in situ. Furthermore, NaHS promotes photosynthetic activity by maintaining chlorophyll and carotenoid content, thereby supporting plant growth under drought conditions. Pyrroline-5-carboxylate and proline contents were significantly increased by drought but further enhanced by NaHS treatment, indicating the important roles of proline accumulation in drought stress tolerance. In conclusion, this study provides valuable insight into the roles of NaHS in alleviating drought stress by reducing oxidative stress and promoting proline accumulation. Therefore, NaHS may serve as an effective strategy to enhance crop production under drought-stress conditions.