고온 스트레스 하에서의 Brassica oleracea var. italica의 반응을 살펴보면 상대습도, \( \mathrm{CO}_{2} \), 토양 수분, 토양 전기전도도는 정상적 생육환경과 비교하여 유의미한 변화가 보이지 않았다. 그러나 토양전기도도 값은 관수를 한 경우 크게 증가했다. 고온 스트레스를 받은 잎의 엽록소 \(\mathrm{a}\)와 엽록소 \(\mathrm{b}\)는 모두 정상적 생육조건과 비교하여 큰 차이가 없었지만 프롤린 함량은 크게 증가햇다. 본 연구에서는 외부 온도 변화에 따라 식물의 양수분이 즉시 이동하여 ECps 값이 변화되었다.
<h2>고온 스트레스 하에서 Brassica oleracea var. italica의 반응</h2> <p>상대습도가 \( 60 \%, 16 \)시간 광주기로 \( 35 / 30{ }^{\circ} \mathrm{C} \) (주간/야간)에 노출시켜 고온 스트레스를 받은 Brassica oleracea var. italica의 ECps와 sap flow rate는 정상적인 생육 조건의 ECps와 sap flow rate 보다 온도를 변경하면서 값이 증가하였다(Fig. 4). Lekas 등은 전나무와 가문비 줄기의 전기전도도가 광합성 유효광량자속 밀도와 온도가 증가함에 따라 증가하였다고 보고하였다. 또한, 고온 스트레스를 받은 Carrizo citrange와 Cleopatra mandarin은 정상적인 생육조건보다 더 높은 기공 전도도와 증산율을 보였다. 따라서, 물 및 이온 수송의 증가와 관련이 있는 ECps가 고온 생육 조건에 의해 증가된 것으로 판단된다. ECps, sap flow rate, 대기 온도와 토양 온도를 제외한 상대습도, \( \mathrm{CO}_{2} \), 토양 수분, 토양 전기전도도는 정상적인 생육 조건 하에서의 값과 큰 변화가 없었다. 토양 수분 및 토양 전기전도도 값은 관수를 하였을 때 급격히 증가하였다(Fig. 4).</p> <p>고온 스트레스를 받은 잎의 엽록소 \( \mathrm{a} \), 엽록소 \( \mathrm{b} \)의 함량은 정상적인 생육조건과 비교하여 유의한 차이가 없었다(Fig. 3A). 고온 스트레스를 받은 Arabidopsis thaliana L.에서는 엽록소 분해의 첫 단계를 촉매하는 엽록소 분해 효소가 증가하여 잎의 엽록소를 클로로필리드(chlorophyllide)와 피톨(phytol)로 가수분해하여 엽록소의 함량이 감소하였다. 그러나 본 연구에서는 엽록소 함량에 유의한 차이가 없어 고온으로 인한 스트레스가 엽록소 함량에 반영이 안된 것으로 보이며 이는 고온에 노출시킨 시간이 엽록소 함량에 영향을 미칠 만큼 충분히 길지 않았기 때문인 것으로 판단된다. 고온에 노출된 Brassica oleracea var. italica 잎과 줄기의 건조 중량도 대조구와 유의한 차이가 없어 생육량에 차이를 미칠 만큼 스트레스 처리가 길지 않았던 것으로 판단된다(Table 1).</p> <p>고온 스트레스를 받은 잎의 프롤린 함량은 정상적인 조건에서 생육했을 때 보다 증가하였다(Fig. 3B). 프롤린은 스트레스 환경에서 삼투조절 외에도 산화 환원 균형 유지 및 라디칼 소거, 분자 샤페론(molecular chaperone) 역할을 하는 단백질 고유구조의 유지 등 다양한 효소의 활성을 강화하고 세포막 손상을 줄이는 데 기여하는 등 많은 다른 보호 효과를 나타낸다. 따라서, 프롤린의 축적은 고온으로 인한 증산 속도의 증가 및 토양 가뭄으로 인한 수분 손실과 관련이 있다. 본 연구에서는 고온 스트레스 하에서 Brassica oleracea var. italica의 프롤린 함량이 현저히 증가하여 고온으로 인한 스트레스를 받았다고 판단된다.</p> <p>본 연구에서는 온도 변화에 따른 식물의 반응을 모니터링하기 위한 방법으로 ECps와 sap flow rate를 측정하였으며 외부 온도변화에 따라 식물의 양수분 이동이 즉각적으로 반응하여 ECps의 값이 변화되는 것을 확인하였다. 그러나 sap flow rate의 경우 저온과 고온 조건에서 온도 변화와 같은 패턴으로 값이 변화하여 광합성과 증산에 따른 식물의 수액 이동을 제대로 반영하지 못한 것으로 판단된다. ECps가 식물의 스트레스를 잘반영하는지 평가하기 위해 엽록소와 프롤린 함량, 건물중을 대조구와 비교하였으며 건물중의 경우 처리 시간이 짧아 유의한 차이가 나타나지 않았으나 프롤린 함량의 변화로 식물의 스트레스 여부를 확인할 수 있었다. 그러나 프롤린 함량은 파괴적인 방법으로 분석이 가능하며, 분석 시간이 오래 걸리고 측정법이 복잡하다. 그러나 식물 양수분 이동의 활성도를 보여주는 ECps는 비파괴적으로 식물의 상태를 지속적으로 모니터링 할 수 있어 환경 조건의 변화에 따른 식물의 이상 반응을 빠르게 판단하고 스트레스 환경을 즉각적으로 개선하는데 적용할 수 있다고 판단된다.</p>