Post-Shipping Quality and Changes in Carbohydrate and Hormone Contents Following Simulated Dark Shipment in Phalaenopsis = 호접란의 모의 암수송에 따른 수송 품질 및 탄수화물과 호르몬 함량 변화
저자
발행사항
서울 : 서울대학교 대학원, 2024
학위논문사항
학위논문(박사) -- 서울대학교 대학원 , 식물생산과학부(원예과학전공) , 2024. 8
발행연도
2024
작성언어
영어
주제어
DDC
635
발행국(도시)
서울
형태사항
?, 118 ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 이효범
UCI식별코드
I804:11032-000000185055
DOI식별코드
소장기관
배지에 심겨진 호접란 식물체를 수출하기 위해서는 장기간 동안 암수송을 거쳐야 하며, 이 과정에서 복잡한 스트레스 환경에 직면한다. 모의암수송을 통해 수송 중 건조 및 암환경에 따른 호접란의 품질과 대사 변화를 분석함으로써 수송 후 손실 발생과 관련된 생리적인 장해 요인을 식별하고 손실을 최소화할 수 있는 전략을 개발하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구의 제1장에서는 수송 전 수태 배지의 수분 함량에 따른 수송 시 생리적 변화 및 손실 정도, 후속 개화 품질에 미치는 영향을 평가하였다. 제2장에서는 모의 암수송 기간에 따른 탄수화물 및 호르몬 분석을 포함한 생리적 변화를 조사하고 수송 후 품질과의 관련성을 확인하였다. 제3장에서는 수송 전 외생 사이토키닌(6-Benzylaminopurine, BA) 처리가 수송 후 품질 개선에 미치는 영향과 탄수화물과 호르몬 함량 변화에 어떻게 관여하는지 확인하였다. 본 연구에서는 수송 전 건조를 통해 감소된 배지 수분 함량이 수송 후 엽록소 함량을 높이고 탈엽수를 감소시킴으로써 수송 스트레스 완화에 기여하였다. 특히, 수송 전 수태 배지의 수분함량을 약 VWC 30% 수준으로 조절하는 것이 장기 암수송에 따른 품질 감소에 가장 효과적이었다. 이러한 배지 수분 함량으로 조절된 식물들은 수송 후 빠른 회복을 통해 개화 품질이 향상되었으며, 개화소요일수 단축 및 꽃 수 증가 등이 관찰되었다. 이를 통해 수송 후 품질 유지를 위해서는 근권부의 수분량을 조절하여 수송 환경에서 마주하는 건조, 암환경 등의 스트레스 환경에 대한 저항성을 높일 수 있다고 판단되었다. 제2장에서는 장기간의 암수송 기간이 엽록소 및 수용성 당 함량 감소에 관여하는 것으로 나타났으며, 이는 잎의 황변 및 개화 품질 저하를 초래하였다. 특히 25일 이상의 암수송은 꽃대 출현 비율과 꽃수 및 크기를 유의적으로 감소시켰다. 또한 장기간의 암수송이 사이토키닌 감소와 아브시스산 함량을 증가시켜 호르몬 균형을 변화시킴으로써 수송 후 품질 감소에 영향을 미친다는 것을 확인하였다. 이러한 수송 중의 생리적 변화는 불가역적인 손실을 방지하고 식물의 관상 가치를 유지하기 위해서는 수송 기간을 전략적으로 조절하는 것이 필요함을 알 수 있다. 수송 전 외생 사이토키닌 처리는 수송 후 품질 개선에 효과적이었다. 특히 BA 80 혹은 160 mg·L-¹의 농도 처리 시 모의 암수송 후 잎의 황화 및 탈엽 발생을 크게 감소시킴으로써 품질 유지에 기여하였으며, BA처리한 식물체에서 대조구에 비해 꽃눈 출현이 촉진되었고 개화소요일수는 최대 65일까지 단축시켰다. BA처리에 따른 탄수화물 및 호르몬 함량을 비교한 결과, 수크로스와 글루코스 함량이 BA처리한 식물체에서 유의적으로 증가하였으며 아브시스산 함량은 감소하였다. 이러한 결과는 사이토키닌이 호접란의 수송 중 탄수화물 및 호르몬 균형을 변화시킴으로써 생리적 장해를 경감시키는 보존제로서 역할을 할 수 있음을 의미한다. 종합적으로, 호접란의 수송 스트레스에 따른 잎의 황화, 탈엽, 개화 지연 등의 품질 저하를 줄이기 위해서는 수송 전 건조를 통한 적절한 배지 수분 함량 관리로 스트레스에 대한 적응력을 높이고, 수송 기간 조절, 사이토키닌 처리의 활용을 통해 품질을 유지할 수 있음을 알 수 있다. 이러한 품질 결정에 식물체내 탄수화물과 호르몬의 함량 변화가 관여함을 확인하였으며, 수송에 대한 식물의 적응 전략과 이해를 높일 수 있을 것으로 판단된다.
더보기To export Phalaenopsis planted in a substrate, long-term dark shipping should be undertaken, which exposes the plants to complex stress environments. Simulated dark shipping (SDS) experiments are necessary to analyze the changes in the quality and metabolism of the plants under drought and dark conditions during transport, identify physiological damage factors associated with post-shipping losses, and develop strategies to minimize these losses. Therefore, Chapter 1 of this study evaluated the physiological changes and extent of loss after SDS depending on the substrate (sphagnum moss) water content before shipping, as well as its impact on subsequent flowering performance. Chapter 2 investigated physiological changes, including carbohydrate and hormonal alteration, depending on the duration of SDS and confirmed their correlation with metabolic changes. Chapter 3 examined the impact of exogenous cytokinin (6-benzylaminopurine, BA) application prior to SDS on post-shipping quality improvement and how it affects carbohydrate and hormone content changes. This study demonstrated that reduced substrate volumetric water content (VWC) through dehydration prior to SDS contributed to alleviating shipping stress by increasing a relative chlorophyll content and reducing leaf abscission. Specifically, adjusting the substrate water content to approximately 30% VWC before shipping proved most effective in mitigating leaf quality degradation. Moreover, plants with such adjusted water content showed rapid recovery after SDS, leading to reduced days to flowering and improved flower quality. These results indicated that controlling the water content of the root zone to enhance resistance to stressful environments during shipping is essential for improving post-shipping performance. In Chapter 2, prolonged SDS durations were involved in the reduction of chlorophyll and soluble sugar contents, leading to leaf yellowing and degraded flower quality. In particular, more than 25 days of dark shipping significantly delayed the emergence of inflorescence and reduced the number and size of flowers. Furthermore, long-term dark shipping altered hormonal balance by reducing cytokinins and increasing abscisic acid (ABA) content, influencing post-shipping quality deterioration. These physiological changes during SDS indicated that strategically managing the shipping duration is necessary to prevent irreversible losses and maintain the ornamental value of the plants. Exogenous cytokinin application before SDS proved effective in enhancing post-shipping performance. Specifically, concentrations of 80 or 160 mg·L-¹ BA significantly reduced leaf yellowing and abscission after SDS, contributing to quality maintenance. In BA-treated plants, inflorescence emergence was promoted, and days to flowering were reduced by up to 65 days compared to controls. Comparing carbohydrate and hormone contents in BA-treated plants showed significant increases in sucrose and glucose levels, while decreasing ABA content. These results suggested that cytokinins can serve as preservatives that alleviate physiological disorders of the plants by altering carbohydrate and hormonal balances during shipping. In conclusion, to reduce quality degradation such as leaf yellowing, leaf abscission, and delayed flowering due to shipping stress, it is essential to manage appropriate substrate water content through pre-shipping dehydration to enhance adaptability to stress and utilize strategies such as shipping duration control and cytokinin application to maintain quality of Phalaenopsis. The involvement of carbohydrate and hormone content changes in quality determination was confirmed, which could enhance understanding of plants’ adaptation strategies to transport.
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