The occurrence of exotic weeds and their influx into farmlands due to climate change poses many problems. Therefore, it is necessary to generate a prediction model for the occurrence pattern of these exotic weeds based on scientific evidence and devise prevention measures. The photosynthetic apparatus is known as the most temperaturesensitive component of a plant cell and its initial response to temperature stress is to inhibit the activation of photosystem II. This study investigated the potential of OJIP transients in assessing temperature stress in exotic weeds. The four exotic weeds currently flowing into Korean farmlands include Amaranthus spinosus, Conyza bonariensis, Crassocephalum crepidioides, and Amaranthus viridis. These weeds were treated at 5°C, 10°C, 15°C, 20°C, 25°C, 30°C, 35°C, and 40°C and the OJIP curves and JIP parameters were measured and analyzed. The results showed that heat and chilling stress affected the photosystem II (PSII) electron transport of A. spinosus, whereas C. crepidioides and A. viridis were more affected by high-temperature stress than by low-temperature stress. Lastly, C. bonariensis showed resistance to both high and low-temperature stress. The results of this study suggest that OJIP transients and JIP parameters can be used to analyze damage to the photosynthetic apparatus by temperature stress and that they can serve as sensitive indicators for the occurrence pattern of exotic weeds.

In this study, we determinated the dynamic changing of soluble sugar, total nitrogen and malondialdehyde, so t㏊t found out their relationships with cold resistance. The result indicates: the content of soluble sugar and total nitrogen increased from late autumn and early winter, and kept higher level during the entire winter, then decreased in regreen time in the next spring. The content of malondialdehyde was high in Sep., then decreased gradually and reached the minimum in Jan., thereafter the content of malondialdehyde represented increasing trend.

저온 스트레스에 대한 호박의 생육과 식물체 내 삼투조절 물질의 반응을 분석한 결과, 삼투조절물질의 축적은 저온에 대한 내성 증가에 큰 영향을 미쳤다. 가용성 당은 저온에 강한 품종보다는 저온에 약한 품종에서 축적량이 많았다. 저온 처리 시 proline은 대조구에 비해 저온에 강한 품종과 약한 품종에서 모두 증가하는 경향을 보였다. 그러나 저온에 대한 내성에 따라 축적량에는 차이가 뚜렷하였는데, 저온 처리 후 20일째의 proline축적량은 대조구에 비해 저온에 약한 품종에서는 22배 증가하였고, 저온에 강한 품종에서 는 26.6배 증가하였다. 또한 저온에 약한 품종에서는 glycine betaine이 축적되지 않았지만, 강한 품종에서는 대조구에 비해 1.9배의 증가를 보였다. Glycine betaine을 엽면 처리하면 두 품종 모두 저온에 대한 내성이 증가하였는데, 이는 체내에 glycine betaine의 축적과 밀접한 관계가 있었다.

저온 또는 건조 처리에 따른 토마토 유묘의 생육과 부위별 항산화효소의 반응 양상을 분석한 결과, 토마토 유묘의 생체중은 처리 후 12일째에 대조구에 비해 각각 69.5% 와 50.6% 감소하였다. SOD와 POD의 활성은 대조구에 비해 저온 또는 건조 처리에서 높은 활성을 보였는데, 저온 처리시에는 뿌리에서 더 높은 활성을 보였고 건조 처리에서는 잎과 줄기에서 높은 활성을 보였다. 이러한 결과는 동위효소의 발현양상에서도 일치하였다. GR의 활성은 저온 또는 건조 처리시 대조구보다 높은 활성을 보였는데, 잎과 줄기에서는 저온과 건조 처리간의 차이는 없었지만, 뿌리에서는 건조 처리가 높은 경향을 보였다. GR 동위효소 발현양상은 저온과 건조처리시에는 GR-3 밴드가 잎에서는 발현되어 대조구와 차이가 있었지만, 줄기와 뿌리에서는 큰 차이가 없었다. PPO 활성은 잎에서는 모든 처리에서 차이가 없었지만, 줄기와 뿌리에서는 저온 또는 건조 처리에서 대조구보다 높은 경향을 보였다. 특히 줄기의 PPO 활성은 저온 처리보다 건조처리에서 높았고 뿌리의 PPO 활성은 건조 처리보다 저온 처리에서 높았다. 동위효소의 발현양상에서도 건조처리에서는 줄기에서, 저온 처리에서는 뿌리에서 높은 밀도를 보여 불량 환경에 따른 부위별 반응 차이를 잘 반영해 주었다.

저온에 대한 생육 반응이 다른 호박 두 품종 간 항산화효소의 활성 변화를 분석해 본 결과, 저온에 강한 '흑종'의 잎에는 Rm이 0.20인 Mn-SOD와 와 0.52인 Fe-SOD가 주된 밴드였고, 저온에 약한 '재래 13'호의 잎에는 an이 0.20인 Mn-SOD와 0.58인 Cu/Zn-SOD가 주된 밴드였다. 저온 처리 후 10일째에 '흑종'의 잎에는 Rm이 0.58인 Cu/Zn-SOD밴드가 발현되었고, '재래 13호'의 경우 밴드의 밀도가 증가하는 경향을 보였다. APX 밴드 발현 양상은 두 품종 모두 적온 처리에서는 차이가 없었지만, 저온 처리 후 10일경부터 저온에 강한 '흑종'의 잎에서 새로운 APX밴드가 발현되었다. POB밴드의 발현 양상은 품종간에 뚜렷한 차이가 있었는데, 적온 하에서 '흑종'의 잎에서는 4개의 주된 밴드가, '재래 13호'의 잎에서는 한 개의 주된 밴드가 발현되었다. 그러나 저온 처리시 '흑종'의 잎에서는 Rm이 0.36, 0.40 및 0.54인 밴드의 밀도가 급격하게 증가한 반면 '재래 13호'의 잎에서는 Rm이 0.36과 0.54인 밴드의 밀도가 증가하였다. 저온에 대한 내성과 관계없이 두 품종 모두 저온 처리 후 초기에는 SOD, APX 및 POD의 활성이 급격하게 증가하는 경향을 보였지만, 저온 처리 후 기간이 경과할수록 품종간 차이가 뚜렷하였다. '흑종'의 잎에서는 이러한 활성이 지속적으로 유지되었지만, '재래 13호'의 잎에서는 저온 처리 후 5일경부터 급격하게 감소하여 적온 처리구보다 낮은 활성을 보여 저온에 대한 품종간 내성차이를 잘 반영해 주었다.

Chilling stress affects growth and yield of warm-climate crops such as soybean (Glycine max L.) that is susceptible to low temperature (10-18℃). A comparative proteomic approach was employed to explore the mechanisms underlying soybean response to chilling stress. Soybean seedlings were germinated for 3-4 days and exposed to low temperature (10℃) for 3 days, and the proteins were extracted from seedling leaves. Protein separation by SDS-PAGE followed by liquid chromatography electro-spray ionization tandem mass spectrometry (LC-ESI MS/MS) was effective approach to identify proteins, based on the number of peptides reliably identified. A total of 77 proteins out of 704 proteins were identified in the presence of chilling stress. Most proteins identified had functions related to cell signaling, metabolism, energy and transport, protein biosynthesis and degradation, cytoskeleton, and were involved in regulating reactions and defending against stress. It is therefore likely that the response of soybean plant’s proteome to chilling stress is complex, and that the identification proteins may play an important role in regulating adaptation activities following challenge to chilling stress to facilitate cellular homeostasis. Furthermore, our result suggest that new ways of engineering stress-tolerant plants responding climate change by providing outline for agriculturally important chilling stress.

Morphological alteration of floral organ development in rice affected by chilling stress was examined. Three varieties of rice were grown under natural conditions and subjected to 12~circC for 3 or 6 days starting from the ineffective tillering stage, before heading stage and returned to natural condition. Headings were delayed by a 6 day chilling treatment. After heading the panicles were collected and examined for any possible alteration in floral organ development. It appears that there were some differences in sensitivity to chilling stress and degree of injury depending on treatment stages and variety. Chuchungbyeo was the most frequent in producing abnormal flowers among the three varieties examined. Meiosis stage was shown to be the most vulnerable to chilling stress in both Chuchungbyeo and Ilpumbyeo and young panicle differentiation stage was the frequent stage to alter flower development in response to chilling stress only in Chuchungbyeo. It was confirmed that abnormalities occurred in pollen due to chilling stress is a major factor leading to low yield, but to some extent the alterations in carpel development may playa certain role in determining a total yield in response to chilling stress at the reproduction stage in rice. There were abnormalities like extra stigmata, extra lemma, double ovary as well as abnormal anther formation in response to chilling stress. Further studies of the phenocopy observed in rice floral development may be useful for an understanding of the resistance against chilling injury during reproductive stages in rice.

Indica Japonica 교잡에 의해 육성된 수도신품종들의 유묘기 내냉한계와 내냉발현특성을 Janica품종들과 비교 고찰하고자 10개 품종을 유묘기 내냉성이 제일 약한 제 3 엽기에 주간 11℃야간 5℃의 저온조건에 0, 3, 4, 5, 8, 10일 처리한 결과는 다음과 같다. 1. 저온처리 전후에 주야 26℃ / 18℃에서 생장한 파종 후 35일묘의 건물중이 무처리묘의 90% 이상이 되는 최장저온처리기간은 신품종들의 경우 0.8~2.8일 간으로써 특히 조생통일이 짧고 밀야 2003가 길었으며, Japonica 품종들의 경우 4.0~5.2일간으로써 신품종들보다 가역적 내냉한계기간이 배정도 길었다. 2. 저온처리에 따른 냉해발현 종료후 묘생존율이 90%이상되는 최장저온처리기간은 신품종들의 경우 3.0~5.6 일간으로써 수원 258호가 제일 짧고 수원 25001가 제일 길었으며, Japonica 품종들은 공시품종 모두 10일간 이상으로 신품종들보다 비가역적 내냉한계기간이 2~3배 이상 길었다. 3. 저온처리중 엽신변색고사율(y1) 및 묘고사율(y2), 저온처리 후 발현된 모신변색고사율(y3), 묘고사율(y4), 냉해를 받은 35일묘의 초장(y5)과 건물중(y6)은 모두 저온처리기간(x)과 고도로 유의한 상관성을 보였는데 특히 y1, y3, y6와 높은 상관성을 보였으며, y1~y6들 상호간에도 모두 고도로 유의한 상관성을 보였으나 특히 y1과 y3, y3와 y6의 상관성이 컸다. 4. 냉해징상들의 발현순서와 상태들간의 상관성 분석결과로부터 가역적 및 비가역적, 직접적 및 간접적 냉해의 발생과 그들의 복합현상으로써 결과되는 관찰되는 냉해징상의 발현과정 모식도를 작성하여 그림 5에 제시하였다. 5. 수도유묘의 내냉성 평가에 있어서 가역적 피해와 비가역적 피해를 종합적으로, 그리고 정량적으로 나타내며 일반적으로 냉해를 나타내는 조사형질들 중 냉해에 가장 예민한 반응을 보이는 건물중율을 1차요인으로 취급할 것으로 제의한다.