| 저자(한글) |
WU, Hui,DAI, Hai-fang,ZHANG, Ju-song,JIAO, Xiao-ling,LIU, Cui,SHI, Jun-yi,FAN, Zhi-chao,ALIYAN, Rou-zi |
| 초록 |
저온 스트레스 및 회복 처리에 따른 목화(cotton) 유묘의 광합성 특성의 반응 메커니즘을 연구함으로써 서로 다른 스트레스 수준에 따른 유묘기 목화의 내한성(cold resistance) 메커니즘을 다양화하고 자연조건에서 갑자기 발생하는 저온 냉해(cold damage)에 대처하는데 이론적 근거를 제공하고자, '신루짜오 33호(Xinluzao 33)'(저온 민감형) 및 '중?쒀 50호(Zhongmiansuo 50)'(저온 저항형) 등 2가지 품종을 실험 재료로, 인공 저온 시뮬레이션기법을 이용하여 다양한 온도와 처리 시간에 따른 목화 유묘의 광합성 기체 교환 파라미터, 빛에너지 전환 및 전달 표현과 회복 능력을 연구하였으며, 스트레스를 없앤 후 잎의 광합성 광반응 곡선을 측정하여 빛 환경에 대처하는 잎의 적응 능력을 분석하였다. 연구 결과, 저온 스트레스 강도가 비교적 낮을 때(15℃ 혹은 24 h 스트레스), 잎의 순광합성률(net photosynthesis, P n ), 기공 전도도(stomatal conductance, G s ), 기공 제한값(stomatal limitation, L s ), 세포간 CO 2 농도(intercellular CO 2 concentration, C i ), 최대 광화학적 효율(maximum photochemical efficiency, F v /F m ), 광적응 최대 광화학적 효율(maximal photochemical efficiency in light adaptation, F v ′/F m ′), 실제 광화학적 효율(actual quantum yield, Φ PSI ), 상대 전자 전달 속도(relative electron transport rate, rETR)의 변화 폭은 비교적 작았으며, 스트레스를 없앤 후 정상적인 수준으로 회복되었는데, 이 때 잎의 광화학계II(photosystem II, PSII)의 광반응 중심은 회복 불가능한 손상을 받았으며, P n 이 감소된 주요한 원인은 기공의 폐쇄에 있었다. 스트레스 강도가 증가할수록 각 측정 지표의 변화가 뚜렷하고 회복 수준이 떨어졌는데, 이 때 잎 PSII의 광반응 중심의 빛에너지 흡수, 전환과 전자 전달은 크게 억제되었으며, P n 이 감소된 주요한 원인은 기공 제한 요소로부터 비기공 제한 요소로 바뀌었다. 저온 스트레스로 인하여 광방사에 대한 잎의 이용 능력이 감소되었으며, 온도가 감소할수록 잎의 최대 순광합성률, 겉보기 양자 효율 및 광포화점이 신속하게 감소하고 광보상점 및 암호흡 속도가 증가하였다. 저온 스트레스를 가한 후, 목화 유묘잎의 빛환경 적응 능력이 저하되고 PSII 반응 중심에 의한 여기 에너지(excitation energy)의 포획, 활성 화학 에너지의 전환 및 광합성 전자 전달 속도가 신속하게 저하되었으며, CO 2 고정 능력이 저감되고 광합성 능력이 저하되었다. 강한 내한성을 갖춘 품종은 저온 스트레스에서 비교적 높은 빛에너지 전환, 전자 전달 및 저강도 빛세기에 대한 이용 효율을 유지할 수 있었다. 또 암호흡 소모를 감소시키고 G s 감소 폭 및 감소 속도를 조절하여 비교적 높은 광합성률을 유지하고 회복 능력을 향상하였으며, 이로서 식물체의 스트레스 저항성을 강화하였다. |
