차나무, 동백나무, 귤나무 잎에서 엽록소 형광 및 CO2 흡수능의 비교 분석
Chlorophyll Fluorescence and CO2 Fixation Capacity in Leaves of Camellia sinensis, Camellia japonica, and Citrus unshiu
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본 연구는 차나무(Camellia sinensis L.)와 동백나무(C. japonica L.), 제주지역의 주요 과수작물인 귤나무(Citrus unshiu M.) 잎을 대상으로 엽록소형광과 CO2 흡수능을비교 분석하여 탄소흡수원으로서의 가치를 평가하고자하였다. 차나무의 CO2 고정율은 같은 과의 동백나무보다높고 과수작물인 귤나무와 유사하였다. 기공전도도 (gs)는 3종 모두 새벽에는 높고 이후 저녁 시간까지 계속하여 감소하였다. 엽육 내 CO2 농도 (Ci)는 3종 모두 새벽(06:00)에 높고 낮에 감소하였다가 저녁에 다시 증가하는 경향을 보였으며, 잎의 증산율 (E)은 낮 시간에 높아졌다가 저녁에 감소하였다. 차나무에서 광계II의 광화학적 효율(Fv/Fm)은 낮시간에 다소 낮아졌다가 저녁에 다시 증가하는 양상을 보였다. 이러한 낮시간의 Fv/Fm 감소는 광억제의 결과로 보이며 그 감소폭이 동백나무보다 적어 빛이나 고온 등에 내성을 가지고 있음을 알 수있다. 엽면적당 활성상태의 반응중심의 상대적 밀도를의미하는 RC/CS는 3종 모두 낮시간에 감소하였다. ABS/RC, TRo/RC, ETo/RC와 DIo/RC는 차나무와 동백나무에서 낮시간에 증가하였으며, 귤나무에서도 낮시간에 증가하였으나 유의성이 없는 것으로 나타났다. 일동화율은차나무가 320.1 mmol m-2 d-1로 가장 높았으며, 귤나무와동백나무는 각각 292.5 mmol m-2 d-1와 244.8 mmol m-2d-1로 나타났다. 이상의 결과를 토대로 차나무는 광합성율이 높고 낮 시간의 광억제도 낮을 뿐만 아니라, 귤나무보다 수분요구량이 낮고 수분이용효율은 높아 탄소흡수원으로서 유용한 작물수종인 것으로 보인다.
Abstract
The chlorophyll fluorescence and photosynthetic CO2 fixation capacity of leaves from three major crop trees found on Jeju Island, Camellia sinensis L., Camellia japonica L., and Citrus unshiu M., were analyzed. The photosynthetic CO2 fixation rate of C. sinensis was similar to that of C. unshiu, and much higher than that of C. japonica which belongs to the same genus. Stomatal conductance in the three species was high at dawn and low during daytime. The intercellular CO2concentration of the three species was also high at dawn and decreased at midday. The transpiration rate showed an opposite trend from the intercellular CO2 concentration. The photochemical efficiencies of PSII (Fv/Fm) in C. sinensis were slightly lower at midday compared to the level at dawn and/or dusk. The decline in Fv/Fm of C. sinensis at midday was much smaller than that of C. japonica. These results indicate that C. sinensis is better acclimated to high levels of radiation under natural conditions in late summer, although its PSII reaction center was inhibited by strong radiation. Of the chlorophyll fluorescence parameters in the species, the RC/CS decreased significantly while the ABS/RC, TRo/RC, ETo/RC, and DIo/RC increased significantly at midday in late summer. However, C. unshiu did not show significant changes in these values depending on the time of day. Among the three species, the daily CO2 fixation rate in C. sinensis (320.1 mmol m-2 d-1)was the highest, followed by that of C. unshiu (292.5 mmol m-2 d-1) and C. japonica (244.8 mmol m-2 d-1). Thus, C. sinensis may be a valuable crop tree in terms of the uptake of CO2 under natural field conditions.
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