공통사회경제경로(Shared Socioeconomic Pathways)에 대한 주요 약용식물의 취약성 및 잠재적 분포를 평가하기 위한 통합 접근법(III)

곽명자(Myeong Ja Kwak),이종규(Jong Kyu Lee),김주영(Ju Young Kim),정수경(Su Gyeong Jeong),우수영(Su Young Woo),김경하(Kyong Ha Kim),김용일(Yong-il Kim) 한국원예학회 2021 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2021 No.10

점진적이든 급진적이든 기후, 환경, 사회경제 및 기술 조건의 변화는 농업 및 사회 시스템이 처리하기 어려울 수 있지만 동시에 농업 및 식량 지속 가능성을 향상시킬 수 있는 새로운 기회를 제공할 수 있다. 기후변화 연구에서 시나리오는 과학 커뮤니티 전반에 걸쳐 정보를 교환하고 시공간적 규모에 걸쳐 연구 및 모델링 결과를 비교하는 데 중요하다. 최근 몇 년 동안 새로운 글로벌 시나리오 개념인 Shared Socioeconomic Pathways가 기후변화 연구 커뮤니티에서 널리 채택되었다. 이는 기후변화 완화 및 적응과 관련된 대조적인 도전을 포괄하고 따라서 큰 불확실성 공간을 포괄하는 5가지 사회경제적 경로를 특징으로 한다. 지난 수십 년 동안, 가뭄은 폭염으로 인해 점점 더 악화되었으며, 어떤 경우에는 이러한 현상이 매우 밀접하게 연관되어 있어 가뭄 분석에서 온도를 제외하면 과소평가될 수 있다. 기상학적인 관점에서, 가뭄 현상은 일반적으로 장기간의 강수량 부족, 고온, 건조한 바람 및 낮은 습도와 관련이 있으며, 홍수나 폭풍과 같은 다른 자연 재해와 비교하여 가뭄은 천천히 발생하고 더 복잡한 사건이다. 이러한 어려움에도 불구하고 지난 수십 년 동안 과학계는 전 세계 및 국가 규모의 가뭄 위험을 조사하기 위해 상당한 노력을 기울여왔다. 이러한 위험은 지구온난화로 인해 21세기에 많은 지역에서 점진적으로 증가할 것으로 예상되고 있다. 가뭄 위험은 지금까지 가장 많이 연구된 구성 요소이며 많은 연구에서 과거와 미래의 가뭄 경향을 조사했으며, 전지구적 규모에서, 특히 최근 수십 년 동안 관찰된 가뭄 빈도와 심각도는 약간의 증가를 나타내었으며, 이는 강수만을 고려하는 대신 가뭄 지수 공식에서 온도를 고려하는 경우 이러한 증가는 더 두드러진다. 따라서, 본 리뷰는 Shared Socioeconomic Pathways의 작물 생산성 영향을 탐구하고자 한다.

미래 기후변화 시나리오에 대한 주요 약용식물의 취약성 및 잠재적 분포를 평가하기 위한 통합 접근법(Ⅱ)

곽명자(Myeong Ja Kwak),이종규(Jong Kyu Lee),임예지(Yea Ji Lim),정수경(Su Gyeong Jeong),김주영(Ju Young Kim),우수영(Su Young Woo),김용일(Yong-il Kim) 한국원예학회 2021 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2021 No.5

간의 인공적인 빛 노출이 백합나무의 광합성과 잎의 미세구조에 미치는 영향

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 ) 한국임학회 2014 산림과학 공동학술대회 논문집 Vol.2014 No.-

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. The 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.

야간의 인공적인 빛 노출이 소나무의 광합성과 잎의 미세구조에 미치는 영향

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 ) 한국임학회 2014 산림과학 공동학술대회 논문집 Vol.2014 No.-

야간의 인공조명에 의해 발생하는 빛공해에 의한 수목의 생리적인 반응과 잎 미세구조의 통합된 이해는 생태계 건강에 악영향을 미치는 원인 구명을 위해서 중요하다. 이들 효과를 구명하기 위해서, 야간조명이 소나무의 광합성, 엽록소 형광, 잎의 미세구조에 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 고압나트륨램프를 이용하여 13h/11h(자연광/인공광)의 광주기로 설정하여 수행하였다. 처리구별로 낮동안의 광합성률은 대조구와 야간의 인공빛 처리 사이에 통계학적으로 유의성이 없었다. 야간의 인공빛이 광합성 능력에 영향을 미치는지 알아보고자 새벽 2시에 광합성을 측정한 결과, 대조구를 포함하여 인공빛 처리구 모두에서 광합성을 하지 않는 것으로 나타났다. 광합성을 수행할 수 있는 최대값을 의미하는 광화학반응 효율(Fv/Fm)과 광 스트레스에 대한 중요한 지표로 사용되는 Fm/Fo는 처리간에 유의성이 없었다. 야간의 인공빛이 소나무 잎의 기공개폐 및 기공구조에 영향을 미치는지 알아보기 위하여 주사전자현미경을 이용하여 기공을 관찰한 결과 대조구와 비교해서 기공개폐에 있어서는 유의성이 관찰되지 않았다. 기공구조에 있어서는 인공 빛 처리가 강할수록 기공주변의 표피세포의 팽창과 물결패턴이 관찰되었다. 대조구와 비교해서 엽록체 미세구조의 변화는 야간의 인공빛에 의해서 전분축적의 증가, 틸라코이드의 붕괴 및 엽록체당 플라스토글로블리(plastoglubuli)의 증가가 나타났다. 결론적으로, 야간의 인공빛 노출이 소나무의 광합성 능력에는 영향을 주지 않았지만, 기공구조와 엽록체 내 미세구조의 변화를 초래하였다. An integrated understanding of the physiological response and leaf ultrastructure of trees to the light pollution generated by artificial light during the night is essential to discover the potential causes for adverse ecosystem health effects. To assess these effects, we investigated whether the artificial light at night plays a role in regulation of photosynthesis, chlorophyll fluorescence, and leaf ultrastructure in Pinus densiflora. The experiment was conducted as follows: natural, 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. Photosynthesis occurred during the day was no statistically significant difference between natural and artificial light at night. The photosynthetic rate measured at 2:00 am was not affected by artificial night light. The potential maximum quantum efficiency of photosystem Ⅱ (estimated as Fv/Fm) and Fm/Fo (an indicator of the physiological state of plants) was no significant difference among treatments. P. densiflora did not observe a significant difference in stomatal opening by artificial light conditions but did wavy-walled and expansion of epidermal cells on stomatal structure according to increased artificial light. Chloroplast ultrastructure had an increased level of starch, disrupted thylakoids, and greater plastoglobuli per chloroplast under artificial nightlight. In conclusion, this study suggested that P. densiflora exposed to artificial light at night was not detected a dramatic influence on the photosynthesis, while it was confirmed changes that resulted in the adverse reactions of leaf ultrastructure.

미래 기후변화 시나리오에서 온도 상승에 따른 기후민감 약용식물의 생산 및 품질 변동성 Ⅱ

곽명자(Myeong Ja Kwak),이종규(Jong Kyu Lee),정수경(Su Gyeong Jeong),우수영(Su Young Woo),김용일(Yong-il Kim) 한국원예학회 2022 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2022 No.5

서로 다른 온도 처리에 따른 약용작물 홍화의 발아율, 엽록소함량 및 생물량에 미치는 반응조사

이금아(Keum-Ah Lee),곽명자(Myeong Ja Kwak),이종규(Jong Kyu Lee),김한동(Han Dong Kim),임예지(Yea Ji Lim),박상희(Sang Hee Park),정수경(Su Gyeong Jeong),이고은(Go Eun Lee),용태우(Tae Woo Yong),우수영(Su Young Woo),김용일(Yong-il Kim) 한국원예학회 2020 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2020 No.11

기린초와 비비추의 오존에 대한 생리ㆍ생화학적 반응

정효정(Hyo Cheng Cheng),우수영(Su Young Woo),이성한(Seong Han Lee),곽명자(Myeong Ja Kwak),김경남(Kyeong Nam Kim) 한국원예학회 2013 원예과학기술지 Vol.31 No.1

본 연구에서는 오존에 대한 다년생 지피식물의 내성과 피해 특징을 알아보고자 하였다. 이를 위해 도심 녹화 수종으로 많이 이용되는 지피식물인 기린초(Sedum kamtschaticum)와 비비추(Hosta longipes)를 대상으로 환경조절형 자연광 노출상에서 200μg・kg-1의 오존을 하루 8시간씩(오전 8시-오후 4시) 처리하였다. 초종간 피해 정도는 생리활성 분석[수분이용효율(water use efficiency), 엽록소(chlorophyll) 및 카로티노이드(carotenoid) 함량]과 활성산소종 발생분석을 통해 조사하였다. 오존처리는 기린초와 비비추 모두에서 낮 동안의 수분이용효율을 현저하게 감소시키는 것으로 조사되었다. 엽록소 함량과 카로티노이드 함량 역시 두 수종 모두 오존처리에 따라 감소되었으며, hydrogen peroxide(H₂O₂)와 superoxide radical(O₂<SUP>-</SUP>)과 같은 활성산소종의 축적이 확인되었다. 이와 같은 결과들을 토대로 기린초가 비비추에 비해 대기 중 오존에 대한 저항성이 높은 것으로 보이며, 오존에 대한 반응이 빠른 초종인 비비추의 경우 대기 중 오존 농도 증가에 대한 지표식물로도 활용할 수 있을 것으로 생각된다. In this study, the resistance to ozone and characteristics of ozone-induced damage were investigated on the perennial ground cover plant species. Sedum kamtschaticum and Hosta longipes were exposed to 200 μg・kg<SUP>-1</SUP> ozone for 8 hours per day (from 08:00 to 16:00) in the naturally irradiated phytotron. The extent of ozone-induced damage was measured through the analysis of physiological parameters, such as water use efficiency (WUE), chlorophyll content (Chl. a, Chl. b, Chl. a + b, and Chl. a/b ratio), carotenoid contents, and the induction of reactive oxygen species (ROS). Ozone exposure significantly reduced the daytime WUE in both species. The contents of chlorophyll and carotenoid were also decreased and ROS, such as hydrogen peroxide (H₂O₂) and superoxide radical (O₂<SUP>-</SUP>) were accumulated after ozone exposure. The above results of this study suggested that S. kamtschaticum is more resistant to atmospheric ozone than Hosta longipes. Considering its fast responses to ozone, it was also assumed that Hosta longipes can be used as an indicator plant of an increase in atmospheric ozone concentration.

그린인프라의 미세먼지 저감효과 분석과 확대 방안

김원주(Won-Ju Kim),우수영(Su-Young Woo),윤초롱(Cho-Rong Yoon),곽명자(Myeong-Ja Kwak) 서울연구원 2018 서울연구원 정책과제연구보고서 Vol.- No.-

이산화황이 고추와 가지의 생리적 반응 및 시스테인과 글루타치온 함량에 미치는 영향

이현경(Hyun Kyung Lee),우수영(Su Young Woo),곽명자(Myeong Ja Kwak),Inkyin Khaine,김이레(Ie Reh Kim),이태윤(Tae Yoon Lee),장지휘(Ji Hwi Jang),유하나(Ha Na You),김원일(Won Il Kim) 한국원예학회 2018 원예과학기술지 Vol.36 No.4

이 연구는 시설재배작물로 많이 이용되는 고추와 가지를 대상으로 이산화황(아황산가스, SO₂) 노출에 의해 나타나는 광합성률, 수분이용효율, 엽록소 함량 및 형태학적인 변화와 시스테인, 글루타치온의 함량 변화를 구명하기 위하여 수행되었다. 환경조절 챔버에서 SO₂를 24시간 동안 50μg·kg<SUP>-1</SUP>의 농도로 처리하였다. 대조구와 처리구로 나누어 광합성률, 수분이용효율, 엽록소(chlorophyll) 및 카로티노이드(carotenoid) 함량, 가시적인 피해증상 관찰, 기공 특성과 생화학적 분석(cysteine, glutathion)을 통해 변화를 조사하였다. SO₂ 처리 후 두 작물 모두에서 광합성량이 감소하였고, 수분이용효율은 증가하였다. 엽록소와 카로티노이드 함량은 두 작물 모두 처리구에서 감소하였다. 가시적인 피해는 고추의 경우 14일째, 가지의 경우 18일째에 처음으로 관찰되었으며 황색 및 백색 반점이 생기고 시간이 지날수록 괴사현상도 발생되었다. 기공 상태는 대조구에 비해 SO₂ 처리구에서 기공의 크기와 수가 감소하였다. SO₂ 처리 후 고추와 가지의 생화학적 변화에서는 시스테인과 글루타치온의 함량이 증가하였다. This study was carried out to investigate the photosynthetic rate, water use efficiency, chlorophyll content, morphological changes, and cysteine and glutathione contents of pepper and eggplant plants treated with 50 μg·kg<SUP>-1</SUP> sulfur dioxide (SO₂) in a controlled environment chamber. Plants were treated with 50 μg·kg<SUP>-1</SUP> SO₂ for 24 h/day in a naturally irradiated phytotron. After exposure, SO₂ damage was examined by evaluating photosynthetic rate, water use efficiency (WUE), chlorophyll and carotenoid content, visible injury, stomata characteristics, and cysteine and glutathione content. The photosynthetic rate was significantly lower in treated plants compared to the control, and WUE increased with the SO₂ treatment in both pepper and eggplant compared to untreated plants. The chlorophyll and carotenoid content also decreased in plants treated with SO₂. The visible injury to leaves appeared after about 14 d of SO₂ exposure in pepper and 18 d after SO₂ exposure in eggplant. The leaves had yellow and white spots on their surface in both the pepper and eggplant plants. Over a period of SO₂ exposure, necrosis was observed in both pepper and eggplant leaves. Stomatal density and size decreased in response to SO₂ exposure in both of pepper and eggplant. The cysteine and glutathione levels significantly increased after SO₂ exposure in both pepper and eggplant.

도심지내 생육환경 차이에 따른 가로수의 생리 및 생화학적 반응

유하나 ( Ha Na You ),우수영 ( Su Young Woo ),이성한 ( Seong Han Lee ),제선미 ( Sun Mi Jea ),곽명자 ( Myeong Ja Kwak ),이경은 ( Kyoung Eun Lee ),이태윤 ( Tae Yoon Lee ),조재형 ( Jae Hyung Jo ),박찬열 ( Chan Ryul Park ) 한국임학회 2014 산림과학 공동학술대회 논문집 Vol.2014 No.-

도시의 복합적인 환경오염은 가로수에 있어서 여러 가지 생리적 장해를 유발한다. 본 연구는 서울시의 대표적 가로수종인 양버즘나무(Platanus occidentalis)와 은행나무(Ginkgo biloba)를 대상으로 도심지 내 생육환경 차이에 따른 수목의 생리적 반응을 규명하고자 수행되었다. 연구 대상지는 도시 내 교통량 및 토양 환경 등을 고려하여 가로수 생육이 불량할 것으로 생각되는 곳과 양호할 것으로 생각되는 곳을 선택하였고, 수목 조사는 6월과 10월에 실시하였다. 양버즘나무와 은행나무모두 환경이 상대적으로 불량한 지역에서 총 엽록소, 카로테노이드 그리고 아스크로빈 산 함량이 낮게 나타났다. 특히 은행나무는 6월과 10월 모두 생육환경 차이에 따른 세 변수들의 유의적 차이가 크게 나타났으며, 양버즘나무는 6월에 비해 10월에 유의적 차이가 크게 나타났다. 상대 이온 유출량과 엽온은 두 수종 모두 생육환경이 불량한 곳에서 더 높게 나타나는 경향을 보였다. 반면 잎의 pH는 두수종 모두 생육환경간의 차이를 보이지 않았다. 본 실험을 통해서 도시 내 생육환경 차이가 은행나무와 양버즘나무의 생리적 활성에 영향을 미칠 수 있다는 것을 확인하였다. Urban environmental pollution induced physiological lesion on the roadside tree. This study was conducted to identify physiological responses of Platanus occidentalis and Ginkgo biloba to urban environmental conditions at two different sites in Seoul, Korea. Sites were selected based on urban environmental conditions like traffic volume and soil condition etc. Tree experimentations were performed in June and October. In both species, trees which selected at poor environment condition had low contents of total chlorophyll, carotenoid and ascrobic acid. By comparing those parameters of two species, Ginko biloba showed a significant difference in June and October, whereas Platanus occidentalis showed a significant difference in October (p<0.05). Relative ion leakage and leaf temperature of both species which selected at poor environment condition showed increasing. But there was no significant difference of leaf pH in both species. According to this study, we noticed that physiological activities of Ginkgo biloba and Platanus occidentalis could be affected by different urban environmental conditions.