| 초록 |
Populus euphratica의 잎모양은 자주 변화된다. 개체의 생장 및 발육과 더불어 식물체에는 피침형(lanceolate), 타원형(oval), 톱니모양의 광타원형 잎이 형성된다. 신장 타리무강(Tarim River in Xinjiang) 상류에서 서식하는 Populus euphratica 수림에서 해당 3가지 잎모양의 성숙된 표준나무를 선택한 후, 같은 높이의 가지에 달린 잎의 모양을 측정하여, 그 광합성 작용-빛과 CO 2 반응 및 엽록소 형광의 반응 특성을 비교하였다. 연구 결과, 빛세기/CO 2 농도와 전자 전달 속도가 빛세기에 대한 Populus euphratica 이형잎 광합성률의 반응 곡선은 모두 직각 쌍곡선을 이용한 수정 모델로 피팅할 수 있었으며, 주요한 광합성 파라미터와 실제 측정값이 비교적 일치하였다. Populus euphratica의 타원형 잎, 톱니모양의 광타원형 잎의 광합성률-광반응 파라미터와 생화학적 파라미터 및 신속한 광반응 파라미터와 피침형 잎은 뚜렷한 차이가 있었으나, 광합성률-CO 2 반응 파라미터는 뚜렷한 차이가 없었다. Populus euphratica 이형잎의 CO 2 포화 농도에 따른 최대 순광합성률(maximum net photosynthetic rate, P nmax )은 포화강도에 따른 P nmax 보다 높았는데, 이는 Populus euphratica이 강한 빛세기에서의 광합성률이 CO 2 공급과 RuBP(ribulose biphosphate) 재생능력의 제한을 받는다는 것을 설명한다. 타원형, 톱니모양의 광타원형 잎의 초기 양자 효율(initial quantum yield, α), 초기 카르복실화(initial carboxylation efficiency, CE), P nmax , 광합성 능력(photosynthetic capacity, A max )과 최대 카르복실화 속도(maximum carboxylation rate, V cmax )은 피침형 잎보다 뚜렷하게 높았다. 톱니모양 잎의 광포화점(light saturation point, LSP), 최대 전자 전달 속도(photosynthetic electron transportation rate, ETR max )와 광호흡 속도(rate of photorespiration, R p )는 계란형보다 높았으며, 피침형 잎의 광보상점(light compensation point, LCP)과 LSP, α, CE가 가장 낮았다. 이는 황막 건조환경 내 Populus euphratica의 톱니모양 잎이 강한 빛세기에 가장 높은 저항성을 갖고 있으며, 높은 R p 는 그 과잉 빛 에너지를 소모하고, 광합성 기관을 강한 빛세기에 의한 손상으로부터 보호하는 중요한 경로라는 것을 설명한다. 타원형 잎의 높은 α, CE, 3탄당인산 이용 효율(triose-phosphate utilization efficiency, TPU), PSII 실제 광화학적 효율(PSII actual photochemical efficiency, Φ PSII )과 낮은 LCP 및 잎의 질소 할당 전략은 높은 광합성률을 유지하는 원인이었다. 피침형 잎의 P n , Φ PSII , ETR는 낮으며 충분한 광합성 산물을 제조할 수 없었다. 그러므로 나무의 생장을 만족하기 어려워 감소 추세를 보이다 수관 하층에 자리 잡았다. 이는 Populus euphratica의 피침형 잎의 광합성 효율이 낮고, 스트레스 저항성이 약하며, 생장 유지를 주요한 목표로 한다는 것을 설명한다. 나무의 생장과 더불어, 피침형 잎이 황막 환경에 적응하여 생장을 유지하기 어려웠으며, 타원형 잎이 발생하였다. 타원형 잎의 광합성 효율이 높아 광합성 산물을 신속하게 축적하여 나무의 생장 속도를 가속화하는데 유리하였으나, 낮은 LSP와 약한 광억제 능력으로 인하여 점차 강한 빛세기, 고온과 대기 가뭄에 대한 저항성을 갖는 톱니모양의 잎에 의해 대체되었으며, 이로서 Populus euphratica이 극한 스트레스에서 생존할 수 있게 되었다. 이는 Populus euphratica이 유묘에서 성숙한 나무로 변화하는 과정에 잎모양이 변화되고 다양한 높이에 이형잎 수관이 착생하게 된 원인이었다. |
