작물을 재배하는 데 필요한 여러 가지 환경 조건 중 광은 개 화와 밀접한 연관이 있다. 본 연구는 식용화, 매리골드 화아분 화에 영향을 주는 최적의 광주기를 구명하여 완전제어형 식물 공장에서 효율적으로 재배하기 위해 진행되었다. 실험에 사 용된 광주기는 4, 8, 12, 16시간, 총 4가지로 설정하였다. 매리 골드 ‘듀란고 레드’ 종자를 우레탄 스펀지에 파종한 직후부터 광주기를 처리하였다. 화아분화는 꽃봉오리가 약 2mm 이상 일 때 화아분화가 되었다고 정의하였고, 2－3일 간격으로 조 사하였다. 생육 조사는 지상부의 생체중, 건물중, 초장, 엽면 적을 조사하였다. 최적의 광주기는 식물체의 50%가 화아분 화 된 날을 기준으로 정의하였다. 4시간 처리구에서는 식물체 가 제대로 자라지 못하며 화아도 형성되지 않았다. 8시간 이상 의 처리구에서부터 식물체가 정상적으로 생장하고 화아분화 가 이루어졌지만, 8시간 처리구는 12시간 이상의 처리구에 비 해 화아분화가 더디게 일어났다. 반면에 12시간 처리구와 16 시간 처리구는 서로 유의하지 않은 결과를 보였다. 모든 생육 조사 항목에서 16시간 광주기 처리구가 가장 높은 값을 나타 냈으나 지상부의 건물중과 엽면적을 제외한 나머지 항목에서 12시간 처리구와 유의하지 않았다. 실험 결과에 따르면, 8시간 광주기에서도 화아분화가 일어났지만, 화아형성까지의 시 간이 12시간 이상의 광주기일 때보다 더 많이 소요되었으며, 식물체의 생육 또한 12시간 이상의 광주기를 조사받은 식물 체보다 낮게 나타났다. 본 실험에서 에너지 소비량을 고려한 최적의 매리골드 ‘듀란고 레드’의 광주기는 12시간으로 판단 된다.

This study aimed to investigate the growth and phenol content changes of basil (Ocimum basilicum L.) under five different light intensities and photoperiods, maintaining the same Daily Light Integral (DLI) conditions in a plant factory. Basil seeds were sown on a rockwool medium for four weeks and then transplanted. To maintain a DLI 17mol·m-2·d-1, light intensity and photoperiod were set at 16h-295, 18h-260, 20h-235, 22h-215, and 24h-200μ mol·m-2·s-1 and cultivated for four weeks. The harvested results showed that basil plant height, number of lateral branches, and leaf number tended to decrease from the 16h-295 treatment to the 24h-200 treatment. Shoot fresh weight, dry weight, leaf area, leaf width, and leaf length were significantly higher in the 18 h-260 treatment. The total phenolic contents in the 18h-260 treatment was significantly higher by 51.3%, 172.7%, 111%, and 119.7% compared to the 16h-295, 20h-235, 22h-215, and 24h-200 treatments, respectively. Therefore, it is anticipated that cultivating basil under the condition of 18h-260 treatment could yield enhanced growth quality and an increase in total phenolic contents.

본 연구는 같은 일적산광량(DLI) 조건에서 각각의 광강도 와 광주기 조합이 십자화과 식물 3종의 생육 및 글루코시놀레 이트(GSLs) 함량에 미치는 영향을 살펴보고자 수행되었다. 갓(Brassica juncea (L.) Czern.), 적겨자(Brassica juncea L.), 케일(Brassica oleracea L. var. acephala (DC.) Alef.) 종자를 암면 배지에 파종하여 3주간 육묘하였다. 육묘 후 DLI 를 10mol·m-2·d-1로 설정하여 10h-280, 14h-200, 18h-155, 22h-127μmol·m-2·s-1 처리 조합으로 3주간 처리하였다. 14h- 200μmol·m-2·s-1 처리한 결과, 적갓과 케일은 지상부 생체중/ 건물중, 엽수, 엽면적이 증가하였지만, 유의적 차이는 관찰되 지 않았다. 적갓의 GSLs 함량에서 14h-200μmol·m-2·s-1 처리 가 10h-280, 18h-155, 22h-127μmol·m-2·s-1 처리보다 각각 유의적으로 139.95, 135.87, 154.03% 증가하였으며, 케일의 경우 14h-200μmol·m-2·s-1 처리가 다른 처리구보다 각각 132.96, 122.06, 131.78% 유의하게 증가하였다. 적겨자는 18h-155μmol·m-2·s-1 처리에서 지상부 생체중/건물중, GSLs 함량이 증가하였으며, 14h-200μmol·m-2·s-1 처리에서 엽수가 10h-280, 18h-155, 22h-127μmol·m-2·s-1 처리보다 각각 15.62, 12.12, 32.14% 유의적으로 증가하였다. 유사한 십자 화과 작물이라도 종에 따라 DLI 반응이 다르기 때문에 최적의 DLI 조건 구명과 최소의 전력 소비량 및 최대 효율을 내기 위 한 광질 연구를 병행하여 더 세밀한 결과를 도출해야 할 것으 로 사료된다.

장미의 단일 마디 삽목의 경우 온도, 상대 습도 및 광과 같은 환경 관리가 생산성에 영향을 미친다. 기온과 상대습도가 삽 목 성공률과 묘 소질에 미치는 영향을 조사하기 위해 장미 (Rosa hybrida) ‘Maisie’ 품종과 투명한 플라스틱 박스를 이 용하였으며 인공조명(white LED, PPFD 104.0μmol·m-2·s-1) 을 이용하여 전 기간 밀폐 조건에서 삽목 시 가장 효과적인 소 엽수와 광주기 조건을 구명하고자 하였다. 첫 번째 실험은 밀 폐 기간을 달리하여 총 6주 동안 진행되었다. 밀폐 기간이 길 어질수록 뿌리수와 가장 긴 뿌리의 길이가 감소하였다. 그러 나 밀폐 기간에 따른 생존율, 신초발생률, 발근율에 유의한 차 이가 없었다. 두 번째 실험에서는 삽수 생존율과 신초발생률 이 광주기(0/24, 2/22, 4/20, 8/16, 16/8h)와 삽수 소엽의 개수 (0, 2, 4)에 의해 영향을 받는 것으로 나타났다. 생존율은 명기 16시간, 소엽 4개 처리구에서 가장 높았다. 생존율과 신초발 생률을 에너지 효율과 함께 고려한 결과, 소엽을 2개 또는 4개 붙인 삽수를 이용하여 하루 8시간 광을 조사하는 것이 가장 효 과적인 것으로 판단되었다.

식물공장에서 적합한 광을 선정하기 위해서는 양적인 측면 과 기능적 측면 뿐만 아니라 운영비를 고려하기 위하여 전기 에너지이용효율과 광이용효율을 동시에 고려해야 하는데 본 연구에서는 들깨를 위한 LED광원의 광량, 적색광과 청색광 의 혼합 비율과 광주기 조건별 생육 특성과 전기에너지이용효 율과 광이용효율을 함께 비교하였다. 광량 처리구는 60, 130, 230, 320μmol·m-2·s-1 조건으로, 광질 처리구는 적색광과 청 색광의 혼합 비율 8:2, 6:4, 4:6, 2:8 조건으로, 일장 처리구는 낮 기준 9, 12, 15, 18시간으로 처리하였다. 광량 실험에서는 광량이 높을수록 생육량이 늘어나는데 비해 소비전력당 건물 중의 광이용효율은 유의차가 없었다. 소비전력당 엽생체중을 추가로 비교해보면 320μmol·m-2·s-1 처리구에서만 유의적으 로 낮은 효율을 보였고 이외의 처리구에서는 유의차가 없었기 때문에 생산량이 가장 많은 230μmol·m-2·s-1가 가장 효율적 이었다. 광질 실험에서는 적색광과 청색광의 혼합 비율은 RB 8:2에서 생육량과 광이용효율이 동시에 높게 측정되었고 색 차와 flavonoids 함량에서는 유의차가 발생하지 않아 Red: Blue 비율 8:2가 가장 적합한 조건이었다. 광주기 실험에서는 광주기가 길어질수록 높은 생육량을 나타냈는데 일장 12시간 이상에서는 생육량의 유의차가 없었으므로 광소비 효율을 고 려한 12시간이 적합한 조건이었다. 이상의 결과를 바탕으로 식물공장에서 들깨 생육을 위한 LED 광 환경 조건으로는 광 도, 광질과 일장은 각각 230μmol·m-2·s-1 이상, 8:2와 12시간 이상이었다.

Tscherskia triton is widely distributed in Northern China, Korea, and the adjacent areas of Russia. Except its distribution, reproduction, and growth development related to life history, reproductive cycle and reproductive organs of T. triton are rarely studied in Korea. The purpose of this study was characterized the estrous cycle of T. triton captured in Jeju Island in order to provide information to a better information of captive breeding of the species when longday (16L : 8D) and short-day (8L : 16D) photoperiod. Then, histological study of the ovaries and uterus with five females in each photoperiod was performed. The duration of the estrus cycle was 4~5 days and it showed regular cycle pattern. Results of the vaginal cytology examination showed four characteristic phase of the estrous cycle in long-day photoperiod (16L : 8D): proestrus, estrus, metestrus and diestrus. However, in short-day photoperiod, the diestrus phage of the estrus cycle was maintained from the 6th to 12th day. In the long-day photoperiod, females had many Graafian follicles and corpus luteums in large ovaries, and developed uterine glands in the thick endometrium. But they had some primary, secondary and tertiary follicles, and undeveloped uterine glands in the thin endometrium during short-day photoperiod. These results were identified difference of the estrus cycle and histological characteristics of reproductive tracts according to the photoperiod. These results are very important clues to the reproductive biology of T. triton, and it will be widely used as date for maintaining biodiversity.

본 연구는 완전 인공광형 식물공장 내에서 RBW LED(red:blue:white = 2:1:1)의 광주기와 광도가 흰민들레 생육에 미치는 영향을 구명하고자 수행하였다. 완전 인공 광형 식물공장에서 각각 광주기 3수준과 광도 4수준으로 설정하였고, 분무수경으로 광주기 실험은 270일, 광도 실험은 120일 동안 재배하였다. 광주기별 전 재배기간 동안 8회 수확한 1주당 수확 총엽수는 16/8시간 처리구에서 주 당 224매로 12/12시간 처리구의 220매와 비슷하게 많았고 8/16시간 처리구에서 151매로 가장 적어 대체로 명기가 길수록 수확엽수도 많아지는 경향이었다. 지상부 생체중은 16/8h 처리구에서 125g으로 가장 높았고 다음으로 12/12h 처리구 91g, 8/16h 처리구 56g 순이었다. 광도별 전 재배기간 동안 총 4회 수확한 엽수는 150μmol·m-2·s-1 처리구에서 123매로 가장 많았으며 다음으로 107매인 200μmol·m-2·s-1 처리구와 95매인 100μmol·m-2·s-1 처리구 이었고, 50μmol·m-2·s-1 처리구에서 56매로 가장 적었다. 1주당 지상부 총 생체중은 150μmol·m-2·s-1 처리구에서 43.6g으로 가장 높았고 다음으로 100μmol·m-2·s-1과 200μmol·m-2·s-1 처리구로써 각각 34.6g과 32.2g이었으며 50μmol·m-2·s-1 처리구에서 18.2g으로 가장 낮았다. 이상의 결과 흰민들레 최적 생장을 위한 완전 인공광형 식물공장의 RBW LED(red:blue:white = 2:1:1) 조명의 광 조건은 광주기 16/8h, 광도 150μmol·m-2·s-1이었다.

We determined the effects of different water temperatures (15, 20, and 25℃) and photoperiod cycles (24L:0D, 12L:12D, and 0L:24D) on the oxygen consumption of the offspring of a cultured Japanese strain (JJ), a selected Korean strain (KK), and intraspecific hybrid strains (JK and KJ) of red seabream, Pagrus major, under starvation conditions. The different fish strains, water temperatures, and photoperiod cycles had effects on the mean oxygen consumption of fish. Oxygen consumption increased with increasing water temperatures for all photoperiod treatments (p <0.001). Fish held in continuous darkness (0L:24D) used consistently less oxygen than fish exposed to continuous light (p <0.05). The oxygen consumption of fish exposed to the light phase in a 12L:12D photoperiod was higher than that of fish in the dark phase of the 12L:12D cycle, and differences were significant in three of the strains: JJ (15℃), KK (15 and 20℃), and KJ (25℃). The oxygen consumption of the inbred (JJ and KK) and intraspecific hybrid (JK and KJ) strains varied with differing water temperatures and photoperiod cycles. The JK strain displayed significantly higher oxygen consumption than the other strains under all experimental conditions except 15℃ with a 0L:24D photoperiod. The JK and KJ strains usually showed the highest and lowest oxygen consumption values, respectively, whereas the inbred strains exhibited intermediate values. Oxygen consumption in the JJ and JK strains was usually higher than that of the KK and KJ strains. We propose that differences in the thermal sensitivity and photosensitization properties of the strains contribute to differences in their ability to adapt to changes in water temperature and photoperiod, thus resulting in differences in the amplitude of their metabolic rates.

본 연구는 식물공장에서 광 조사조건에 따른 아이스플랜트의 생육변화를 확인하고자 한다. 광조절을 통해 최적 생장 조건을 구명하고 식물공장 내부의 에너지 절감과 고부가가치 작물 개발을 통한 경제성 문제해결의 기초자료로 활용하고자 한다. 실험은 LED이용 식물공장에서 8개 베드에 각각 다른 광조건 을 처리하여 실험을 하였다. 실험구는 일일 광조사시간을 12시간, 16시간으로 하여 각각 4처리를 두었 으며, 동일한 명기를 지닌 4개의 실험구는 광의 On/Off처리를 하여 반복 실시하였다. 그 결과 아이스 플랜트 생육은 명기를 16시간으로 처리한 조건에서 12시간 처리에 비해 우수하였다. 동일한 명기 조건 내에서는 광의 On/Off처리를 반복 실시한 실험구에서 생육이 양호하였다. 아이스플랜트는 광 스트레스 에 의해 C3에서 CAM으로 광합성 경로를 전환하는 식물임에 따라 광의 On/Off처리가 계속적으로 광을 조사한 실험구에 비해 광 스트레스를 적게 받는 것으로 판단된다.

본 실험은 식물공장시스템에서 인공광원인 백색 LED의 광도와 광주기에 따른 ‘선홍적축면’의 생육조건을 구명하고자 수행하였다. 그리고 각각의 챔버에 백색 LED 를 설치 후 완전임의배치법으로 20cm × 20cm 간격으로 재식하였다. 광도는 100, 200, 300μmol · m−2 · s−1로 처리 하였고, 광주기는 12/12, 18/6, 24/0(명기/암기)으로 처리하였다. 온도는 21 ± 2oC, 상대습도는 60 ± 10%로 조절 하여 22일간 재배하였다. 엽폭과 엽장, 생체중과 건물중, 총 안토시아닌 함량은 24/0(명기/암기) 처리에서 좋았다. 최대근장, 생체중과 건물중, 엽수는 100, 300μmol · m−2 · s−1보다 200μmol · m−2 · s−1 처리에서 좋았다. 엽록소는 광주기 18/6과 24/0 처리 보다 12/12(명기/암기) 처리에서 높았다. 본 실험의 결과로 광도는 200, 300μmol · m−2 · s−1, 광주기는 12/12 또는 18/6(명기/암기) 처리를 하는 것이 좋을 것으로 판단된다.

국화는 개화를 위해서는 30일의 지속적인 단일 처리가 요구되는 원예작물인데 본 연구에서는 국화의 화형별 홑꽃 타입의 ‘Limelight’, ‘Sunlight’, ‘Candle Light’, ‘Firebrand’, ‘Twilight’와 겹꽃 타입의 ‘Spirit’, ‘Sunburst Spirit’, ‘Mandalay’, ‘Illini Harvest’가 단일 (SD)−장일 (LD)−단일 (SD)의 일장 처리가 생장 및 개화조절 반응에 미치는 효과를 알아보고자 수행되었다. 30일간의 단일 처리와 5일 또는 10일 동안의 장일처리 후 5일 또는 10일 동안의 단일조건을 각각 처리하였다. 품종별 차이는 없었으나 5 SD−10 LD−25 SD 처리는 개화를 지연 시키고 설상화 수가 증가되었다. 특히 ‘Firebrand’와 ‘Candlelight’ 품종의 설상화 수는 각각 40개와 60.8개로 대조구에 비해 현저히 증가되었다. 또한 SD−LD−SD 처리는 개화를 6일에서 7일정도 지연시키는 것 외에는 큰 효과를 나타나지 않았다. 그러나 ‘Illini Harvest’와 ‘Limelight’의 설상화 수는 어떤 SD−LD−SD 처리에 의해서도 증가되지 않았다. 따라서 추후 새로운 품종별 일장처리에 따른 추가적인 연구 분석이 뒤따라야 할 것으로 판단되며 본 연구 결과는 국화의 신품종 육성을 위한 자료에 유용함을 알 수 있었다.

Melatonin is induced by light information through the retina and leads to growth factor activation. Thus, we investigated the effects of melatonin by controlling the photoperiod of growing young rats. Male Sprague‐gDawley rats (n=6; 4 weeks old) were divided into two experimental groups: the L/D group (normal photoperiod; light/dark: 12/12 h; lights on at 9:00 a.m.) and the L/L group (light/light: 24 h). Rat body weight and food consumption were measured daily for 8 weeks. After 8 weeks, the rats were anesthetized with a mixture of ketamine (50 mg/kg) and xylazine (10 mg/kg) and sacrificed. Tissue was then collected for RNA isolation (from brain, heart, liver, kidney, adrenal gland, testis, tibia, hind limb muscles). Also, serum was isolated from blood using a centrifugal separation. The L/L group had significantly lower body weight than the L/D group from 4 to 6 weeks (p<0.05). The L/D group had increased tissue mass, compared with the L/L group, but the difference was not statistically significant. The L/D group had a significantly higher melatonin concentration than the L/L group between the hours of midnight and 2:00 a.m (p<0.01). These results indicate that photoperiod length may affect the secretion of melatonin from the pineal gland. Also, the reduction of nocturnal melatonin secretion may retard the development of growing young rats. In future studies, we plan to compare exogenous melatonin administration with endogenous melatonin concentration induced by photoperiod control. Moreover, we will confirm whether the effects seen in pathological animal models can be reversed by controlling the photoperiod.

환경이 조절되는 폐쇄형 식물생장시스템에서 플러그 셀 크기(105공, 162공, 288공)와 일장(8/16, 12/12, 16/8hr, 낮/밤) 처리를 각각 달리하여 20일간 생산된 감자 플러그 묘 '수미'와 대지'의 생육과 수량에 미치는 영향을 알아보고자 실험을 수행하였다. 정식 7주째 '수미'의 플러그 셀 크기와 일장처리는 생육과 상대생장률에 차이를 주었다. '수미'의 주당 괴경 중은 셀 크기와 일장이 증가함에 따라 증가하였다. '대지'의 괴경 중은 105공 셀 크기에서 높았으며, 일장 처리에 차이를 보였다. 90일 재배 후, '수미'의 괴경 중(258.9~471.9g/주)은 105공, 162공 처리와 16/8 hr 일장 처리에서 괴경 중이 높았다. '대지'의 괴경중 (278.2~428.0g/주)은 105공 처리에서 높았으나 일장처리 간에는 차이가 없었다. 주당 괴경 수는 '수미'가 2.9~6.9개, '대지' 2.2~3.6개로 플러그 셀 크기와 일장 처리에 따른 유의성은 없었다. 80g 이상의 괴경 크기 비율이 '수미'는 32~50.9%, '대지'는 41.0~56.7%로, 두 품종 모두 288공 셀 크기에서는 감소하였고, 일장 처리 간에는 품종에 따른 차이를 보여 '수미'는 일장이 증가함에 따라 괴경 수가 증가하는 경향을 보였으나, '대지'는 일장 처리에 따른 차이를 보이지 않았다. 이상의 결과, 초기 묘 소질이 감자 생육 및 괴경 중에 영향을 줌으로써 플러그 묘를 이용한 감자 생산에 적합한 플러그 셀 크기는 162공 이하, 12시간 이상의 일장이 필요하리라 판단되었다.