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남서해역에서 양식되는 방사무늬김(Porphyra yezoensis Ueda)의 Diving-PAM에 의한 광합성 특성

Photosynthetic Characteristics of Porphyra yezoensis Ueda Measured in situ by Diving Pulse-Amplitude Modulated (PAM) Fluorometry on the Southwestern Coast of the Korean Peninsula

김형철|조윤식|박환희|박정임|이원찬|최희구|김정배
한국환경생물학회 (Korean Society Of Environmental Biology)|2012.09|환경생물 (Korean Journal of Environmental Biology)|제30권 제3호|pp. 210-218

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Porphyra yezoensisDiving-PAMmaximum quantum yieldrETRmax

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일반적으로 많이 양식되는 방사무늬김(Porphyra yezoensis Ueda)에 대하여 방사무늬김 엽체의 형태적 특성, 탄소 및 질소 성분의 농도, 안정동위원소 비값, 광합성효율을 방사무늬김 양식이 이루어 지고 있는 남서해역에서 조사를 하였다. 방사무늬김의 형태적 특성에 대해서 살펴보면 평균 엽장은 11.6~16.3 (13.8) cm, 평균 엽폭은 4.6~6.3 (5.4) cm이었고, 단위면적당 방사무늬김 엽체의 평균 엽중량은 1.1~2.6 (1.86) g DW m-2이었다. 단위면적당 Chl a 농도는 2.18~17.77 (평균 9.65) mg DW Chl a m-2이었다. 방사무늬김의 탄소 농도는 201~317(240) mg DW g-1이었고, 질소 농도는 39.8~50.0 (43.5)mg DW g-1이었으며, C/N비는 5.0~6.7 (5.5)이었다. 방사무늬김의 방사성 안정동위원소비 중에서 탄소 안정동위원소 비는 δ13C=-25.6‰ 에서 δ13C=-24.0‰ (평균-24.7‰ )의 값을 보였고, 질소 안정동위원소 비는 δ15N =1.3‰ 에서 δ15N=4.1‰ (평균 2.1‰ )의 값을 보였다. PAM에 의한 해조류의 광합성 특성은 광합성 활동의지시자로서 사용될 수 있다. 우리는 Diving-PAM을 이용하여 각 정점 해조류인 방사무늬김의 광합성율을 분석하였다. 최대양자수율은 0.46~0.55 (평균 0.52)로서 최대양자수율의 변동은 정점간 큰 차이는 없었다. 최대상대전자전달률은 4.71~5.84 (평균 5.33) μmol electrons m-2 s-1로서 최대양자수율과 비슷한 분포를 보였다. 기울기 (α)는 0.027~0.045 (평균 0.036)을 보였고, 전자전달을 위한포화광은 지역에 따라서 일부 차이를 보였으나 139~180(156) μmol photons m-2 s-1이었다. 남서해역 방사무늬김엽체의 탄소 및 질소 농도와 광합성 효율은 지역에 따른 큰 차이는 보이지 않았다. 광합성 특성은 낮은 최대양자수율과 최대 상대전자전달률로 인한 낮은 광합성효율이 나타났다.

Abstract

The morphological characteristics, carbon and nitrogen concentrations, stable isotope values and photosynthetic rates of Porphyra yezoensis were studied at the main purple lavers production areas on southwestern coast of Korea. The morphological characteristics of leaf length, leaf width and weight of Porphyra blades were between 11.6~16.3 (average 13.8) cm, 4.6~6.3 (average 5.4) cm, 1.1~2.6 (average 1.86) g DW m-2, respectively. Photosynthetic pigment of Chl a concentration of Porphyra blades was between 2.18~17.77 (average 9.65) mg DW Chl a m-2. Carbon and nitrogen concentrations of Porphyra blades was between 201~317 (average 240) mg DW g-1, 39.8~50.0 (average 43.5) mg DW g-1 and C/N ratio 5.0~6.7 (average 5.5). The range of average δ13C and δ15N values of Porphyra blades was between - 25.6 to - 24.0 (average - 24.7)‰ for δ13C, and 1.3 to 4.1 (average 2.1)‰ for δ15N. Photosynthetic characteristics of seaweeds measured by pulse amplitude modulation (PAM) fluorometry was used as an indicator of photosynthetic activity. We use Diving-PAM fluorometry to examine photosynthetic rates of the seaweeds Porphyra yezoensis at each station. Maximum quantum yield of Porphyra blades was between 0.46~0.55 (average 0.52), the variance of the effective PS II maximum quantum yield of the station was broadly similar. Maximum relative electron transport rate (rETRmax) of Porphyra blades was between 4.71~5.84 (average 5.33) μmol electrons m-2 s-1, the changes of maximum relative electron transport rate (rETRmax) of Porphyra yezoensis were similar to those of PS II maximum quantum yield. Photosynthetic efficiency (α) was between 0.027~0.045 (average 0.036). Minimum saturating irradiance (Ek) range was 139~180 (average 156) μmol photons m-2 s-1. Minimum saturating irradiance (Ek) made a difference by station within the area on southwestern coast. Carbon and nitrogen concentrations and photosynthetic rates of Porphyra blades production areas on southwestern coast were broadly similar. The photosynthetic characteristics showed low photosynthetic rates because the low maximum quantum yields and low maximum relative electron transport rate.

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