간의 인공적인 빛 노출이 백합나무의 광합성과 잎의 미세구조에 미치는 영향 = KFS-P38 : Effects of artificial night Lighting on photosynthesis and Leaf ultrastructure of Liriodendron tulipifera
저자
곽명자 ( Myeong Ja Kwak ) ; 우수영 ( Su Young Woo ) ; 이성한 ( Seong Han Lee ) ; 제선미 ( Sun Mi Je ) ; 유하나 ( Ha Na You ) ; 이태윤 ( Tae Yoon Lee ) ; 이경은 ( Kyoung Eun Lee ) ; ( Inkyin Khaine ) 연구자관계분석
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2014
작성언어
Korean
자료형태
학술저널
수록면
66-66(1쪽)
제공처
본 연구는 야간조명이 백합나무의 광합성, 엽록소 축적, 잎의 초미세구조 및 광합성 생체리듬 패턴의 조절에 영향을 미치는지 조사하였다. 실험은 대조구(0lx)를 위해 13h/11h(낮/밤)의 광주기와 야간의 인공빛 처리구(10lx, 25lx, 50lx, 100lx, 200lx)를 위해 가로등의 일반적인 타입인 고압나트륨 램프를 이용하여 13h/11h(자연광/인공광)의 광주기로 설정하여 수행하였다. 광합성 생체리듬 패턴에 대한 야간의 인공빛의 영향을 평가하기 위해서 24시간 동안 6시간 마다 측정했다. 백합나무는 0lx 10lx, 25lx에서 광합성이 높게 나타났고, 50lx, 100lx, 200lx에서 낮게 나타났다. 24시간 동안 6시간 주기로 광합성을 측정한 결과, 대조구를 포함하여 10lx와 25lx 처리구의 백합나무는 호흡을 한 반면, 50lx, 100lx, 200lx 처리구의 백합나무는 새벽 2시에 광합성을 수행하는 것으로 나타났다. 총엽록소함량은 50lx를 제외한 야간 인공빛 처리구에서 낮게 나타났는데, 특히 100lx와 200lx에서 통계적으로 유의하게 낮았다. 스트레스의 지표로 사용되는 엽록소 a/b는 처리구간에 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않은 반면, 총 엽록소에 대한 카로티노이드의 비율은 100lx와 200lx에서 높게 나타났다. 기공개폐는 야간에 인공빛에서 생장한 백합나무에 있어서 일관되지 않은 반응을 보였는데, 밤에 인공빛에 의해 유도된 기공열림이 100lx에서 관찰되었다. 엽록체 미세구조의 변화는 야간의 인공빛에 의해서 전분축적의 증가, 틸라코이드의 붕괴 및 엽록체당 플라스토글로블리(plastoglubuli)의 수가 증가하고 크기가 커진 것이 나타났다. 결과를 종합해볼 때, 야간의 인공빛 노출(특히, 50lx 이상)에 의해 백합나무의 광합성능력 감소, 야간의 기공열림 및 엽록체 파괴를 초래하였다.
더보기The main aim of the present study was to investigate the photosynthesis, chlorophyll contents, leaf ultrastructure as well as photosynthetic circadian rhythms on Liriodendron tulipifera seedlings in response to artificial night light. The experiment was conducted as follows: control, photoperiod 13h day/11h night (0lx); artificial light treatments, photoperiod 13h daylight/11h nightlight (10lx, 25lx, 50lx, 100lx, and 200lx) by using a common type of street light (high-pressure sodium, HPS) for maintaining continuous illumination at night. In parallel, photosynthetic circadian rhythms were measured every 6 hours for 24 h to assess the effects of the artificial night light. In photosynthesis, L. tulipifera was higher in 0lx 10lx and 25lx, whereas night light by 50lx, 100lx, and 200lx had significantly lower values because of adverse side effects. The circadian photosynthetic rhythm was significantly disrupted at 2:00 am by artificial light (50lx, 100lx, and 200lx). Total chlorophyll contents were significantly lower under the daylight-nightlight cycles (except 50lx), especially in 100lx and 200lx. Chlorophyll a/b ratio used as indicator of stress in plants was no significant difference between control and treatment, whereas carotenoid/chlorophyll ratio showed significantly higher value under 100lx and 200lx. Stomatal structure showed inconsistent reactions to the artificial light-grown at night but the artificial light-induced stomatal opening was remarkably observed under 100lx at night. Chloroplast ultrastructure had an increased level of starch, disrupted thylakoids, and greater number of plastoglobuli per chloroplast under artificial nightlight. In conclusion, L. tulipifera showed the decreased photosynthesis, stomatal opening, and disrupted chloroplast by the artificial light (especially, above 50lx) at night.
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