한국 시화호와 중국 Aha호 저질토에 분포하는 이화성 아황산염 환원효소 유전자의 비교 분석

김인선,김옥선,전선옥,안태석,Kim, In-Seon,Kim, Ok-Sun,Jeon, Sun-Ok,Witzel, Karl-Paul,Ahn, Tae-Seok 한국미생물학회 2008 미생물학회지 Vol.44 No.2

한국의 시화호와 중국의 Aha호 저질토에서 서식하는 황산염 환원세균(sulfate reducing bacteria, SRB)의 깊이에 따른 군집구조를 비교하기 위하여, 이화성 아황산염 환원효소(EC 1.8.99.1; dissimilatory sulfite reductase, dsr) 유전자를 대상으로, polymerase chain reaction (PCR), denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) 및 클론 라이브러리를 이용하여 미생물의 군집구조를 분석하였다. DGGE band 양상을 분석한 결과, Aha호 보다는 시화호에서 더 맡은 밴드를 보여 다양성이 높았고, 깊이별 차이는 나타나지 않았다. 두 서식지에서 얻은총68개 클론의 염기서열을 가지고 계통학적 분석을 한 결과 시화호에서는 Deltaproteobacteria 그룹, Firmicutes 그룹에 속해있는 Desulfotomaculum 종과 archaeal thermophilic SRB 그룹에 속해있는 Archaeoglobus 종이, Aha호에서는 Desulfotomaculum 그룹과 유사성이 높았다. 분리된 대부분의 클론들(59%)은 배양된 황산염 환원세균과는 매우 낮은 유사도를 보였고, 환경에서 분리된 클론들과도90% 이하의 유사도를 나타냈다. 총 클론을 88% 유사도를 기준으로 9그룹으로 나뉘었을 때 시하호와 Aha호의 각 클론은 서로 다른 그룹으로 존재하였다. 이러한 결과는 두 서식지의 이화성 아황산염 환원효소를 가지고 있는 미생물의 군집구조는 확연히 다르고 각 서식지에 특이적인 황산염 환원 미생물이 존재함을 시사한다. The diversity of sulfate reducing bacteria was investigated in different depths of sediments in Lake Sihwa, Korea and Lake Aha, China by PCR amplification, denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) and clone libraries targeting dissimilatory sulfite redectase (dsr) gene. In the analysis of DGGE band patterns, the community compositions of dsr gene in the sediments of both lakes were significantly different whereas bands in all depths of each environment revealed similar patterns. Bands from Lake Sihwa were produced much more than those from Lake Aha, demonstrating a higher diversity of dsr gene in Lake Sihwa. Total 68 clones containing dsr gene were obtained to analyze their sequences. Sequences from the sediment of Lake Sihwa were affiliated to Deltaproteobacteria, the Gram-positive thermophilic sulfate reducers belonging to the genus Desulforomaculum and archaeal thermophilic SRB belonging to the genus Archaeoglobus, whereas sequences from the sediments of Lake Aha were related to genus Desulfotomaculum. Clones retrieved from sediment of Lake Sihwa revealed a higher numbers than those of Lake Aha, demonstrating a higher diversity of dsr gene in Lake Sihwa. Most of clones (59%) were distantly related to the known cultivated SRB with $60\sim65%$ of similarity, which were clustered only the sequences from the environments showed less than 90% similarity. These habitat specific sequences suggested that the clustered dsr sequences represent species or groups of species that were indigenous to these environments. This study showed that these lakes have a specific bacterial communities having dsr gene distinct from those in other environments such as soil and marine ecosystems around the world.

Comparison of Foliar Ultrastructure of 3 Dubautia species

김인선,Kim, In-Sun Korean Society of Electron Microscopy 1994 Applied microscopy Vol.24 No.4

피자식물내 엽육조직 미세구조연구의 일환으로 형태해부학적으로 매우 다른 특성을 지닌 국화과 Dubautia속 식물 3종(Dubautia scabra var. leiophylla, D. knudsenii, D. scabra var. leiophylla, D. knudsenii)의 엽육조직이 연구되었다. 부모종 엽육조직의 형태해부학적 특성과 그들의 잡종 엽육조직세포의 분화 정도를 추정하기 위하여 palisade mesophyll내의 chloroplasts, microbodies, mitochondria 및 grana내의 thylakoid membrane system, phytoferritin-like structures, plastoglobuli와 starch grain 등 엽록체 내부의 초미세구조 형질들을 중점적으로 비교 분석하였다. 잡종의 엽육조직세포들은 형태해부학적 엽육형질 및 thylakoidal membrane system 등의 형질에서 부모종 엽육조직의 중간적 특성 (intermediacy)을 나타내어 전형적인 bilateral inheritage를 보여주었으며, thylakoid membrane number/granum, phytoferritin-like structures, starch grain의 분포 등에서는 어느 한 부모종 형질과 더 유사하게 관찰되었다. 미소체 및 미토콘드리아는 대체로 비슷한 양상으로 관찰되었고 phytoferritin-like structures는 국화과 식물 엽록체내에서 처음 보고되는 미세구조이다. The fine structure of palisade chloroplasts has been studied in the mature leaves of 3 Dubautia species (D. scabra var. leiophylla, D. knudsenii and D. scabra var. leiophylla${\times}$D. knudsenii) to explore variation at the ultrastructural level, since the parental species exhibit quite different morphological and anatomical features. Types of thylakoidal membrane systems, occurrence and distribution of phytoferritin-like structures, lipid droplets, starch grains, mitochondria and microbodies were examined. Four different types of thylakoidal membranes were found in D. scabra var. leiophylla, 2 rather uniform types in D. knudsenii and 3 intermediate types in their hybrid. D. scabra var. leiophylla and the hybrid were marked by statistically significant differences in mean numbers of thylakoids per granum, while no significant difference was found between D. knudsenii and the hybrid. Phytoferritin-like structures which were about $100-120{\AA}$ in diameter as a whole particle each were found in all 3 species. The amount and distribution of particles varied by species. Lipid droplets, plastoglobuli, and starch grains occurred in all 3 species, but the frequency of starch grains also varied with the species. More frequent and larger starch grains were observed in D. knudsenii than in the other two species. Microbodies, or peroxisome, were observed throughout all species. They occurred, either with or without crystalline inclusions, around the chloroplasts.

프로무용수의 열정과 자기인식 분석

김인선 ( In Sun Kim ),김승일 ( Seoung Il Kim ) 大韓舞踊學會 2009 대한무용학회논문집 Vol.60 No.-

This study aims to investigate and analyze passion and self-awareness of professional dancers from a diversified and in-depth perspective. To obtain this goal, this study conducted a qualitative case research on two currently active professional dancers. Relevant data was collected through in-depth interviews, documentation and descriptive survey research. The collected data was analyzed using encoding and the constant comparative method in order to verify the reliability, validity and ethical aspect of the study. The investigation of the passion and self-awareness of professional dancers is divided into dancers` personal dispositions, dancing activity and perception of the dancing community. Conclusions, based on the research methods and process of this study, are proposed as follows. First, the research participants exhibited differences in practice methods depending on personal dispositions. Since they are continuously active as professional dancers, most dancers use their leisure time for reinvigoration through relaxation, the modes of which also varied with personal propensities. Moreover, in terms of religious life, both survey participants showed commitment to and reliance on their respective beliefs. Dancer A claims to find psychological reassurance in prayers before stepping on stage, while dancer B believes he overcame an injury before an important concours through religion and faith. The personal dispositions of professional dancers differed drastically according to their sex. Second, regarding dancing activity, this research category was further divided into passion for social activity and dancing itself. In terms of social activity, dancer A adopts techniques that seem complimentary by observing the characteristics of fellow dancers. Regarding their wage, they believe their should be a gradation in accordance with dancers` performance, and were generally dissatisfied with their wage level. As for their passion for dancing, dancer A, her constant image training and movement practice attest to her sense of purpose and strong will to achieve set goals. Meanwhile, dancer B went as far as quitting highschool in order to learn dancing. he focuses as much on mental training through image training as he does on actual training. The participants showed passion to continue their career as a dancer either as a trainer, professor or a choreographer. Third, regarding their perception of the dancing community, the survey participants were aware of the importance of traditional dancing among other forms of creative activity. Furthermore, they were in agreement in their disappointment in the low valuation of culture and art in society.

초고압전자현미경에 의한 엽육세포 색소체 미세구조의 3차원적 분석

김인선,박상찬,한성식,김은수,Kim, In-Sun,Park, Sang-Chan,Han, Sung-Sik,Kim, Eun-Soo 한국현미경학회 2006 Applied microscopy Vol.36 No.3

발달중인 Sedum 및 Salsola의 엽육조직을 chemical fixation과 high pressure freezing (HPF) 등으로 고정한 후, 초박 및 후박절편으로 제작 carbon coating하여 TEM 및 UHVEM으로 연속절편에 의한 2-D영상과 tilt image data를 수집하였다. 이후 초미세 구조들에 대하여 tilting 및 tomography 기법, 그리고 디지털화한 image의 3-D 입체구조 재구현에 필수적인 IMOD 프로_그램을 적용한 image 처리과정을 거쳐 UHVEM data에서 색소체내 초미세구조의 정보를 추출하여 세포수준에서의 3-D image를 분석하였다. 색소체 기질에서 녹말입자 및 틸라코이드에 인접하여 형성되는 CAM및 $C_4$ 식물 색소체 결정체들은 어떤 막으로도 둘러싸이지 않는 구조로서, Sedum rotundifolium 색소체내 결정체는 수 ${\mu}m$에 이르는 커다란 크기로 형성된다. 결정체 내에는 약 20nm격자거리로 이루어진 기원을 알 수 없는 수백-수천 개의 미세소관성 요소들이 평행 또는 격자상태로 정교한 구조를 이루며, 티라코이드 및 녹말입자와 인접하여 발달하였다. $C_4$ 광합성 수행 Salsola komarovii의 경우, 결정체는 엽육세포 색소체에서만 발달하며 결정체 구성 기본요소들이 비교적 규칙적인 격자거리를 이루며 수십 개 배열하는 구조를 형성하였다. 특히, tilted image및 3-D 입체구조 연구에서 결정체 형성에는 이들과 인접하여 발달하는 틸라코이드막이 관여함을 알아 낼 수 있었다. 이는 엽육세포 색소체에는 결정체들이 식물이 수행하는 광합성 유형에 따라 각기 다른 구성요소로 형성되어 Sedum의 경우와 같이 발달 중인 엽육조직에서 분화하거나 Salsola에서와 같이 세포 유형에 따라 상이하게 발달하는 것으로 추정되었다. Image processing by ultra high voltage electron microscopy (UHVEM) and tomography has offered major contributions to research in the field of cellular ultrastructure. Furthermore, such advancements also have enabled the improved analysis of three-dimensional cellular structures in botany. In the present study. using UHVEM and tomography, we attempted to reconstruct the three-dimensional images of plastid inclusions that probably differentiate during photosynthesis. The foliar tissues were studied Primarily with the TEM and further examined with UHVEM. The spatial relationship between tubular elements and the thylakoidal membrane and/or starch grains within plastids mainly have been investigated in CAM-performing Sedum as well as in $C_4$ Salsola species. The inclusion bodies were found to occur only in early development in the former, while they were found only in mesophyll cells in the latter. The specimens were tilted every two degrees to obtain two-dimensional images with UHVEM and subsequently comparison has been made between the two types. Digital image processing was performed on the elements of the inclusion body using tilting, tomography, and IMOD program to generate and reconstruct three-dimensional images on the cellular level. In Sedum plastids, the inclusion bodies consisted of tubular elements exhibiting about 20 nm distance between elements. However, in Salsola, plastid inclusion bodies demonstrated quite different element structure, displaying pattern, and origin relative to those of the Sedum. The inclusion bodies had an integrative relationship with the starch grains in both species.

A Survey of Plastid Crystals and Microtubules in Flowering Plants

김인선,Kim, In-Sun Korean Society of Electron Microscopy 2009 Applied microscopy Vol.39 No.2

다양한 색소체 내에 형성되는 결정체와 미세소관의 분포 및 발달양상을 식물이 수행하는 광합성 양식과 연계하여 꽃피는식물 종들에서 밝혀진 결과에 의하면, 색소체 결정체는 대개 격자 구조를 이루며 기질 또는 티라코이드 내에 형성되나, 미세소관은 비교적 규칙적인 형태로 기질에만 발달한다고 알려져 있다. 격자구조는 막으로 둘러싸이거나 막과는 무관하게 발달하며, 계통학적인 유연관계를 형성하지 않고 C-3 또는 C-4 또는 CAM 광합성을 수행하는 26개의 식물과, 약 56종에서 독립적으로 나타난다는 사실이 조사되었다. 색소체 결정체 및 미세소관 형성에 대한 지속적인 연구는 이들의 구조와 기능에 대하여 새로운 정보를 제공하나, 결정체에 대한 3차원적 입체구조 연구와 미세소관에 대한 분자생물학적인 실험법들이 요구되고 있는 실정이다. 특히, HVEM 고압전자현미경 및 tomography에 의한 연속절편 연구는 결정체의 3-D 입체구조 구현이 가능하여 심도 있는 구조정보를 제공하는 것으로 알려져 있다. 극히 일부의 식물에서만 보고되어 있는 색소체 내 미세소관에 대한 연구에 관해서는 먼저 색소체 기질에서 이들의 형성 시점을 알아내어 기질에서의 식별 및 분리 연구 등이 가능하게 돼야함이 강조되고 있다. 본 논문에서는 꽃피는식물 종들의 여러 색소체 유형에서 보고된 결정체와 미세소관을 조사하여 색소체 내에서 이들의 기능을 광합성과 연계하여 종합적으로 논의하였다. The plastid inclusion has long been known to exist in leaves of numerous plant species, especially in those of flowering plants. Among the inclusions, crystalline bodies are the most frequently distinguished structures of the foliar plastids, however, microtubules and phytoferritins are also reported occasionally. The crystalline inclusions vary in shape, and are located either in the stroma or within intrathylakoidal spaces, whereas microtubules and phytoferritins are more uniform in shape and are formed in the stroma. In crystalline structures, the composing elements exhibit a lattice pattern and/or paralleled tubules that are either bounded by membranes or exist without membrane enclosing. Other types of inclusions have not been shown to be enclosed by any membranous structures. According to the current survey, the plastid inclusion, with the exception of phytoferritins, has been shown to exhibit a crystalline or tubular pattern, and has been reported in more than 56 species of various families. Their occurrence is not restricted to any photosynthetic pathway, but is found to be randomly distributed among C-3, C-4 and CAM species, without phylogenetic relationships. The progress in plastid inclusion research reveals more information about the function and complexity, but the need for characterizing the 3-D structure of the crystalline inclusions also has been acknowledged in previous studies. A 3-D characterization would utilize tilting and tomography of serial sections with appropriate image processing that would provide valuable information on the sub-structures of the crystalline inclusions. In fact, recent studies performed on 3-D reconstruction of the plastid inclusions revealed important information about their comprising elements. In this article, the crystals and microtubules that have been reported in various types of plastids have been reviewed, with special consideration given to their possible sub-cellular function within the plastids.

Structural Differentiation of Photosynthetic Tissue in Kranz Anatomy of Salsola Species

김인선,Kim, In-Sun Korean Society of Electron Microscopy 2001 Applied microscopy Vol.31 No.4

Salsoloid Kranz구조를 지닌 다육질성의 Salsola komaravii의 두 단계 잎의 광합성 엽육조직에 대하여 LM 및 TEM에 의한 구조적 분화발달 양상을 연구하였다. 수분저장조직을 둘러싸는 내부 유관속세포층 및 외부 엽육세포층으로 구성된 두 층의 광합성조직은 어린 잎에서는 연결되어 발달하나 성숙한 잎에서는 불연속적으로 발달하였다. 중앙의 유관속 외 다수의 미세맥들은 대개 내부 유관속세포층과 접하여 형성되며 발달초기에는 이 두 세포층의 구조적 차이는 뚜렷하지 많았다. 이들 엽육조직이 신장 발달하면 franz구조 내 내부 유관속 세포층과 외부 엽육세포층은 세포형태, 세포소기관의 분포, 엽록체의 내부 특성, 세포벽의 비후, 원형질연락사의 발달양상 등에서 현저한 차이를 보이며 구조적으로 분화하였다. 특히 이들이 지닌 엽록체의 미세구조 및 원형질 연락사 등의 특성은 생화학적으로 알려진 NADP-ME 유형과 거의 일치하였다. 이들은 세포특이성을 나타내는 C-4 광합성 효소의 발현양상을 조사하는 세포 면역화학법과 접목되어 연구될 것이다. Leaves of two developmental stages of Salsola species, young and mature, were examined to reveal the structural and functional relationships in the photosynthetic tissue using anatomical and ultrastructural criteria. Both young and mature leaves had Kranz anatomy of the Salsolid type with two layers of chlorenchyma on the leaf periphery: an outer layer of palisade mesophyll cells and an inner layer of compact bundle sheath cells with centripetally arranged organelles. The chlorenchyma was continuous in young leaves , while it was discontinuous in mature leaves. The main vascular bundle occupied the central position in the leaf. but the small peripheral vascular bundles were in contact with the chlorenchyma. Structural dimorphism of chloroplasts was obvious in bundle sheath cells of mature leaves exhibiting noticeable grana reduction, whereas mesophyll cell chloroplasts had well developed grana in all cases. Plasmodesmata were less numerous and rather simple in young leaves relative to well-developed secondary plasmodesmata of the later stage. According to the current data, features of two stages of Salsola leaves corresponded to NADP-ME bio-chemical subtype on the basis of photosynthetic cell ultrastructure. Implications of developing such anatomical and ultrastructural data of Sulsola species and biochemical characteristics reported in other C-4 species have been discussed.

다육질성 둥근바위솔 수분저장세포의 특성

김인선,Kim, In-Sun 한국현미경학회 1996 Applied microscopy Vol.26 No.4

Water storage cells (WSCs) in the leaf succulent Orostachys malacophyllus have been studied to understand their adaptive nature to its coastal habitat employing the electron microscopy. Attention has been paid to the features of vacuoles and plasmodesmata in this study, since leaf tissues in O. malacaphyllus are under continous physiological drought due to its occurrence in the shore-line environment. The WSCs occupied almost all of the leaf volume and appeared empty at low magnifications. Among the WSCs, small rudimentary vascular bundles were scattered throughout the internal volume. However, in high magnification the WSCs were vacuolate in most cases and vacuolization into a well-developed huge central vacuole was very common phenomenon. Such vacuolization has been detected within the vacuoles as well as within the cytoplasms. Well-developed plasmodesmata were often found in cells appeared to be mucilagenous. Moreover, plasmodesmata being involved in the secretion of materials or structures were even encountered. Thus, vacuolization from various sizes of vacuoles in the WSCs to have a huge central vacuole seems playing an important role in adapting the plant itself to its coastal habitat.

바위솔속 엽육조직 세포 내 액포의 미세구조 분화 양상

김인선,Kim, In-Sun 한국현미경학회 2009 Applied microscopy Vol.39 No.4

다육질성 CAM 식물에서는 구조와 기능의 분화가 환경조건에 잘 적응된 합리적인 광합성을 수행하여 동일한 엽육세포에서 $CO_2$ 고정, 유기물 합성과 저장, 분해 및 활용하는 시간이 서로 다르게 나타난다. 이러한 유기산 대사는 CAM 식물의 가장 뚜렷한 대사적 특징으로 밤에 말산을 합성하여 액포에 저장하고 낮에 이용하므로 이들의 액포는 급격한 pH의 차이를 일주기성으로 조절해야 하는 매우 중요한 세포소기관이다. 본 연구에서는 식물체 내 생리적 건조가 지속되어 CAM 광합성을 수행하는 바위솔속 식물 3종의 다육질성 엽육조직 세포의 특성을 액포 구조분화에 초점을 두어 미세구조적으로 연구하였다. 바위솔속의 다육질성 엽육조직은 수분저장성 세포들로 구성되어 있으며, 액포융합 등의 액포화현상과 액포 내 다양한 2차 액포형성이 현저한 구조적 특징이었다. 이들 액포는 매우 역동적이어서 분열하여 다수의 소액포를 형성하거나 소액포들의 융합으로 큰 액포를 형성하였고, 일부는 전자밀도가 높은 저장성 액포로 발달하였다. 이러한 액포화는 세포의 크기를 경제적이고 에너지 효율적으로 증가시키는 방식으로 대부분의 다육질성 CAM 식물에서 발달하며, 낮과 밤에 일주기성으로 반복되는 세포 내 pH 농도의 급격한 변화를 대처할 수 있게 한다. 또한, 막 함입에 의한 다양한 크기의 수많은 2차 액포 형성은 단 기간 내에 액포막의 용적을 증가시켜 이러한 목적을 충족시켜 주는데 일주기적으로 사용되는 매우 중요한 세포 내 구획이 된다. 액포의 신장으로 세포질은 세포벽 주변부위로 밀려나 얇은 층으로 국한되었으나, 이들 세포질 내에서도 엽록체와 미토콘드리아는 액포와 밀접하게 연관되어 분포하고, 세포 간에는 원형질연락사가 잘 발달하였다. 이러한 미세구조들의 발달은 다육질성 엽육세포가 일주기성으로 급변하는 세포 내 유기산 대사과정에 적응하기 위해 액포에서의 신속하고 원활한 대사물질의 수송이 이루어져야 하기 때문일 것으로 추정된다. In the present study, ultrastructural features of the mesophyll tissue have been investigated in Crassulacean acid metabolism (CAM)-performing succulent Orostachys. A large central vacuole and numerous small vacuoles in the peripheral cytoplasm were characterized at the subcellular level in both developing and mature mesophyll cells. The most notable feature was the invagination of vacuolar membranes into the secondary vacuoles or multivesicular bodies. In many cases, tens of single, membrane-bound secondary vacuoles of various sizes were found to be formed within the central vacuole. multivesicular bodies containing numerous small vesicles were also distributed in the cytoplasm but were better developed within the central vacuole. Occasionally, electron-dense prevacuolar compartments, directly attached to structures appearing to be small vacuoles, were also detected in the cytoplasm. One or more huge central vacuoles were frequently observed in cells undergoing differentiation and maturation. Consistent with the known occurrence of morphologically distinct vacuoles within different tissues, two types of vacuoles, one representing lytic vacuoles and the other, most likely protein storage vacuoles, were noted frequently within Orostachys mesophyll. The two types coexisted in mature vegetative cells but did not merge during the study. Nevertheless, the coexistence of two distinct vacuole types in maturing cells implies the presence of more than one mechanism for vacuolar solute sorting in these species. The vacuolar membrane is known to be unique among the intracellular compartments for having different channels and/or pumps to maintain its function. In CAM plants, the vacuole is a very important organelle that regulates malic acid diurnal fluctuation to a large extent. The membrane invagination seen in Orostachys mesophyll likely plays a significant role in survival under the physiological drought conditions in which these Orostachys occur; by increasing to such a large vacuolar volume, the mesophyll cells are able to retain enormous amounts of acid when needed. Furthermore, the mesophyll cells are able to attain their large sizes with less energy expenditure in order to regulate the large degree of diurnal fluctuation of organic acid that occurs within the vacuoles of Orostachys.

축소된 개구리밥 식물체 내 색소체 특성

김인선,Kim, In-Sun 한국현미경학회 2011 Applied microscopy Vol.41 No.1

부엽성 개구리밥은 엽상체, 연결사, 뿌리로 이루어진 축소된 수생식물로 엽상체는 특정한 시기에 물속에 가라앉는 휴면구조인 잠아를 형성한다. 식물세포의 분화발달에서 중요한 기능을 수행하는 색소체는 개구리밥의 거의 모든 기관에 분포하며, 특히 잠아 형성 및 수중 침강에 있어서 이들 색소체와의 연계성이 보고되어 있다. 본 연구에서는 개구리밥 식물체 내 모든 조직을 구성하는 각각의 세포들을 대상으로 색소체 특성에 초점을 두어 전자현미경으로 연구하였다. 생장 중의 엽상체는 활발한 분열로 개체를 계속 증식시키고, 특정 시기에 잠아원기를 형성하여 엽상체-잠아원기-잠아-엽상체원기-엽상체의 분화과정을 반복한다. 개구리밥 조직에 발달하는 색소체는 전색소체, 엽록체, 전분체로 크게 대별되며, 특히 색소체의 크기, 틸라코이드막계, 녹말입자 형성 등은 엽상체와 잠아 조직 간에 뚜렷한 차이를 보인다. 엽상체 및 잠아원기 엽육세포에는 비교적 작은 전색소체가 세포질에 분산되어 다수 분포하고, 기질 내에는 틸라코이드막계 및 녹말입자가 거의 형성되지 않는다. 반면, 생장 중의 엽상체에는 엽록체들이 중앙의 큰 액포를 따라 위치하고, 기질에는 그라나를 형성하는 틸라코이드막계가 발달한다. 유사한 형태의 엽록체가 근관에 발달하나 뿌리의 피층 및 연결사 색소체에는 녹말입자는 거의 나타나지 않는다. 잠아원기와는 대조적으로 잠아조직에는 매우 큰 전분체들이 축적된다. 이들 전분체는 기질에 내부 막의 분화 없이 당 축적에 의한 거대 녹말입자를 형성하여 무거운 구조가 된다. 이와 같이 엽상체, 연결사, 뿌리조직에 형성된 엽록체로 광합성을 수행하여 생장발달에 필요한 에너지를 생성 활용하는 반면, 잠아는 에너지 생성이나 활용이 아닌 휴면상태 유지에 필요한 독특한 구조로 각각 발달한다. 축소된 개구리밥 식물체 내 색소체 및 각각의 세포와 조직들은 최소한의 구조로 분화되나 기능은 고도로 분업화된 독특한 수생식물이라 할 수 있다. Reduced plants of Spirodela polyrhiza consisting only of fronds, stalks and roots form turions during dormancy. In development, mature fronds produce offspring fronds by vegetative reproduction, and turions arise laterally from the mother frond before dormancy. The turion primordium is derived from the frond, while the frond primordium forms within the turion tissue. In the present study, cellular features, especially those of the plastids, of the above four tissue types have been examined and compared using electron microscopy. Proplastids, found to be numerous in the frond and turion primordia, differentiated into chloroplasts rapidly upon growth. The proplastids were small and the thylakoidal membrane system was rudimentary, howerver the chloroplasts exhibited variation by cell type. Chloroplasts were found within cells of the frond, stalk and root tissue. The thylakoidal membrane system, which formed grana stacks, was moderately developed within frond chloroplasts, while only a few were present in those of the stalk and root cortical cells. One to two starch grains were accumulated within frond chloroplasts, but little to none were found in stalk and root cortical chloroplasts. Contrary to other types of root chloroplasts, those found in the root cap cells developed chloroplasts similar to the frond type. Unlike proplastids of the turion primordia, numerous large amyloplasts occupied most of the turion cell volume. Moreover, the turion cell produced quite large starch grain (s) within the amyloplasts. Accumulation of the starch grains continued until they occupied the most of the stroma and in some cases, individual starch grains reached up to $9.0{\mu}m$ in length. None to little, if any, thylakoidal or internal membranous systems were seldom detected in these amyloplasts. Although the degree of cellular and tissue differentiation was rather minimal within their reduced body, the functional differentiation of Spirodela polyrhiza was very efficient, as is the case in other advanced species.

접시꽃 (Althaea rosea) 엽육표피에서의 모용의 분화 발달

김인선,이승희,Kim, In-Sun,Lee, Seung-Hee 한국현미경학회 2005 Applied microscopy Vol.35 No.2

표피조직은 비교적 분화되지 않은 기본 표피세포와 식물에 따라 특수하게 분화되어 형태와 기능이 매우 다른 여러 이형세포로 발달할 수 있다. 본 연구에서는 약용으로 활용되는 접시꽃 (Althaea rosea)의 엽육 표피조직에 발달하는 모용에 대하여 이들 모용 유형에 따른 분화 발달 양상을 주사전자현미경적으로 연구하였다. 접시꽃 엽육 표피상에 발달하는 모용은 크게 단모(simple hairs), 총생모 (non-grandular tufted hairs)와 분비모 (peltate glandular hairs)로 대별되는데, 총생모는 상, 하피 및 하피의 엽맥을 따라 특히 더 발달하는 장상의 총생모 (longtufted hairs, ${\sim}1000{\mu}m,\;2{\sim}10$ branchlet)와 상, 하피 및 하피의 엽신에 더 밀생 분포하는 단상의 총생모 (shorttufted hairs, ${\sim}210{\mu}m,\;2{\sim}7$ branchlet)로 나뉘어진다. 장상의 총생모는 단순모로부터 시작하여 10개까지 분지되며, 분화 초기에는 비교적 일정한 방향으로 분지되는 양상을 보인다. 반면 분비모는 $1{\sim}2$개의 두정세포(head cell, 직경 $20{\sim}35{\mu}m$), 2개의 자루세포(stalk cell, 길이 $10{\sim}15{\mu}m$), 기저세포 (basal cell)로 이루어진다. 또한, 엽신 전체에 발달하는 총생모와는 달리 분비모는 특히 표피면에서 함몰된 망목극(areole)을 따라 분포한다. 이들 모용 중 총생모는 엽육 표피의 보호 및 방어기능을 주로 수행할 것으로 추측되며, 분비모는 두정세포 내에 함유되어 있는 성분이 유용한 이차대사 물질을 분비하는 기능과 보호기능에도 중요한 역할을 하는 것으로 추정된다. 일반적으로 모용은 분비기능이 활발한 식물에서 유용한 이차대사 화합물을 생성, 축적하고 분비하는데 중추적인 기능을 수행하는 것으로 알려져 있어 이들에 대한 세포수준에서의 연구 및 분비되는 유용한 물질에 대한 연구는 구조적 정보 및 적응을 위한 방어기작 규명 등에 이르기까지 매우 유용하게 쓰일 것이다. Plant epidermis consists of relatively unspecialized cells and more specialized cells of various structure and function. Trichomes are specialized cells originated from the epidermis and much attention has been paid to the plants developing trichomes with peculiar structure and function. The present study has been undertaken to examine the trichome type noticed in the leaf epidermis of Althaea rosea using scanning electron microscopy. Four types, namely simple, short-and long-tufted, and glandular hairs, were detected in their epidermis. Their Distribution, frequency and structure varied by the development and epidermal surface. The most frequently distinguished type was the tufted ones growing in young leaves of the abaxial epidermis, while the simple hairs were rare throught the examination. The short-tufted hairs branched up to seven times having each branchlet about $160{\sim}210{\mu}m$ in length at maturity. The long-tufted hairs exhibited up to ten branchlets, where branchlets could reach up to $900{\sim}1,000{\mu}m$ long when fully expanded. Glandular trichome was the peltate type comprising $1{\sim}2$ secretory head cells, 2 stalk cells and a basal cell. The short peltate glandular hairs, usually not exceeding $40{\mu}m$, differentiated more along the areoles in the adaxial epidermis. The function of these trichomes in A. rosea has been still obscure, but it has been speculated that they probably play a role in protection; non-glandular ones possibly providing a defense against insects and secretory glandular type participating in chemical defense. Structural features of these trichomes at cellular level will be discussed in the following study of transmission electron microscopy.