관수주기 및 NaCl 농도에 따른 산오이풀의 생육과 생리적 반응 (Growth and Physiological Responses in Sanguisorba hakusanensis to Different Irrigation Cycle and NaCl Concentration)

서지정보

· 발행기관 : 한국화훼학회
· 수록지 정보 : 화훼연구 / 31권 / 4호 / 364 ~ 377페이지
· 저자명 : 김진우, 정송이, 권혁환, 조원우

초록

산오이풀(Sanguisorba hakusanensis)은 한국의 자생식물이며 정원소재로써 가치가 있지만, 생육 및 생리적 특성 및 정원 적응 여부에 대하여 알려진 정보가 많지 않아 이용에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 자생식물인 산오이풀의 관수주기 및 NaCl 농도에 따른 생장, Fv/Fm, NPQ, 성분 변화, 무기성분 변화를 조사하여 내건 및 내염성 보유 여부, 생육 한계 범위, 스트레스 환경에서 생육을 유지하기 위한 반응을 파악하고자 했다. 실험 결과 NaCl 무처리구의 관수주기에 따른성분 분석에서 엽록소 함량의 감소를 제외하고 유의한 차이가나타나지 않았으나 이는 토양수분함량이 건조 스트레스를 유발할 정도로 감소하지 않았기 때문으로 보인다. 염 처리에서는 2주 이후 급격한 스트레스 반응이 나타났고 3주차부터 고사하기 시작하여 6주차에 모든 개체가 최종 고사했다. 이러한결과는 2주까지 염 스트레스에 의해 유발되는 2가지 스트레스 중 초기에 나타나는 삼투 스트레스에는 저항하였으나 이후나타나는 NPQ의 감소 등 이온 스트레스에 의해 유발된 광합성 기구 붕괴로 인해 정상적인 생육을 유지할 수 없었기 때문에 나타난 것으로 보인다. 그러나 무기이온 분석은 이온 스트레스에 저항하기 위한 메커니즘의 존재 가능성을 시사하였다.
상대적으로 염 농도가 낮을 때에는 세포내 Ca2+ 및 K+ 수준이높았는데, 이는 Ca2+ 수준이 높아짐에 따라 Na+ 를 세포 밖으로 방출시키는 단백질, Na+ 를 K+ 와 함께 수송하는 단백질이기능하여 Na+ 축적을 지연시키는 반응이 있었음을 시사한다.
그러나 NaCl을 고농도로 처리했을 때는 이러한 반응이 관찰되지 않았다. 따라서 산오이풀은 염 스트레스에 의해 야기되는 삼투 스트레스에 강한 저항성을 가지고 있고 이온 독성을줄이기 위한 메커니즘으로 Na+ 세포내 축적을 지연시키는 것으로 보이지만, 심한 염 스트레스를 받았을 때 나타나는 급격한 반응에서 이러한 메커니즘이 기능하지 못하고 이온독성에매우 취약한 것으로 여겨진다. 본 연구를 통해 자생식물인 산오이풀의 활용을 늘리는 데 기초적인 자료를 제공할 수 있을것으로 생각된다.

영어초록

In Korea, despite the abundance of native plant species suitable for gardening, incorporating many natives, such as Sanguisorba hakusanensis, into gardens has proven challenging due to limited information about their growth and physiological traits, responses, and adaptability to alternative environments. This study aimed to identify the drought and salinity tolerance, along with stress responses, in S.
hakusanensis by investigating their growth, chlorophyll fluorescence, enzyme components, and inorganic components under varying drought and salinity conditions controlled by different irrigation cycle and NaCl concentration, respectively. As a result, no significant differences were observed in the responses of S. hakusanensis to different irrigation cycle in which NaCl was not treated, except for a decrease in total chlorophyll content under the most rarely irrigated condition. However, these results do not suggest that S. hakusanensis has strong drought tolerance because controlling irrigation in this study did not induce sufficient drought condition to cause drought stress to S. hakusanensis. Under salinity conditions, all individuals experienced rapid salinity stress only after two weeks of NaCl treatment. This suggests that S. hakusanensis exhibits tolerance to osmotic stress, the initial phase induced by salinity stress, but is unable to withstand ionic stress, the subsequent phase. The analysis of the inorganic components in S. hakusanensis leaves indicated a response to alleviate toxicity caused by sodium accumulation. This study reveals that S. hakusanensis has tolerance to osmotic stress and mechanisms to release intracellular sodium and to reduce intracellular sodium concentration to alleviate ionic toxicity. This suggests that S. hakusanensis has the potential to tolerate drought stress, which was not observed in this study, because plant responses to osmotic stress and drought stress are cognate. Furthermore, since S. hakusanensis possesses a tolerance mechanisms against ionic stress, it has the potential to adapt to low concentration of NaCl.

참고자료

· 없음