감수성 유전자원과 저항성 유전자원 간의 습해 스트레스 차이를 측정하였다. 엽록소형광 매개변수인 Fv/Fm가 스트레스 수준을 반영하여 담수처리 후 15일 이후 감수성 유전자원에서 감소하는 반면, 저항성 유전자원에서는 크게 변화하지 않았다. 이로 인해 Fv/Fm 값이 습해 스트레스 저항성을 판단하는 중요한 매개변수로 선발되었다. 총 57개의 유전자원을 대상으로 습해 스트레스 처리 후 초기 단계에서의 차이를 확인하였다.
<h2>습해 스트레스에 따른 유전자원 별 엽록소 형광반응 변화</h2> <p>인삼 유전자원 57개의 습해 스트레스 수준을 평가하기 위해 엽록소형광을 측정하였으며, 내습성 평가에 효과적인 엽록소형광 매개변수의 선발을 위하여 습해 저항성 자원인 금진, 금선, GS00-58, 감수성 자원 GS97-62, GS97-69, GS98-1-5을 각각 저항성 및 감수정 대표 자원으로 선정하였다. 습해 스트레스를 처리한 57개의 유전자원에 대해서 5개 엽록소형광 매개변수의 수준 차이를 확인하였다. 습해 스트레스 조건에서 감수성 유전자원의 Fm (암적응 시 최대 형광) 및 Fv (최대 변동형 광량)은 처리 후 15일부터 습해 저항성 유전자원과 유의적으로 감소하였고, Fo (암적응 최소 형광)는 습해 저항성 및 감수성 유전자원 간 유의적인 차이는 없었다. Fv/Fo (최소양자수율)과 Fv/Fm (최대양자수율)의 변화로 살펴본 습해 감수성 유전자원의 스트레스 발현은 담수처리기간이 길어질수록 민감하게 반응하는 것으로 나타났으며, 저항성 유전자원들은 담수처리 기간에 관계없이 Fv/Fo과 Fv/Fm 값의 변화가 없어 습해에 대한 저항성을 가지고 있는 것으로 보인다. 즉, 습해 저항성 유전자원들은 처리기간 동안 대조구와 유의적인 차이를 보이지 않고 Fv/Fo 값은 3.5 ~3.9, Fv/Fm 값은 0.78 ~ 0.79으로 높게 나타났으며, 감수성 유전자원들의 Fv/Fo 값은 1.7 ~ 1.8, Fv/Fm 값은 0.60 ~ 0.62로 대조구와 유의한 차이가 나타났다. 일반적으로 Fv/Fm 값이 0.8보다 낮을 때는 광계II의 반응중심이 손상을 입은 상태이거나 비가역적인 불활성 상태에 처해있다고 볼 수 있다. 따라서 감수성 유전자원들은 15일 이후 Fv/Fm 값이 감소하여 담수처리가 광합성효율에 크게 영향을 미침을 알 수 있으며, 저항성 유전자원들은 담수처리 하에서도 광합성 명반응에 저해를 입지 않은 것으로 생각된다.</p> <p>엽록소 형광은 식물의 광합성 반응 메카니즘 중 광계II에서 엽록소에 흡수된 빛 에너지의 전자전달과 관련된 반응으로, 광화학반응에 쓰이지 못한 빛 에너지의 일부가 다시 빛으로 방출되는 현상으로 Fm은 암적응 시 광계II의 반응중심의 폐쇄 상태에서 얻어지는 최대 형광 값으로 광계II의 전자전달 수준을 반영하며, 비생물적 및 생물적 스트레스를 받을 경우 민감하게 반응하는 매개변수이다. 습해 스트레스를 처리한 모든 유전자원에서 Fm의 감소를 확인하였으며, 이는 광계II의 전자전달 수송 능력의 감소 때문으로 판단된다. Fv/Fm은 가장 널리 사용하는 엽록소형광 매개변수로써 암적응을 거친 식물체의 1차 광화학 최대 양자 수율을 나타낸다(Baker 2008). 최대양자수율(Fv/Fm)은 광이 억제된 잎에서 PSII의 기능을 측정할 수 있는 지표로서 QA환원의 광화학적 효율을 나타내는 비율로 사용한다. 최대양자수율(Fv/Fm)은 광 억제된 잎에서 PSII의 기능을 간단하게 측정할 수 있는 지표로 식물 잎이 광합성을 수행할수 있는 최대값으로서 광합성의 잠재력을 의미한다. 정상적인 생육한 인삼의 Fv/Fm은 0.8에 가까웠고 스트레스를 받을수록 유의한 감소를 확인하였다. 담수 처리된 저항성 및 감수성 유전자원에서 Fo 값은 대조구와 유의차가 없었지만 감수성 유전자원에서 Fv/Fm 값의 감소를 확인하였다.</p> <p>본 연구결과로, 인삼 유전자원의 습해 스트레스 수준을 보완적으로 평가할 수 있을 것으로 판단되는 매개변수로서 Fv/m를 선발하였다. 광 억제된 잎에서 PSII의 기능을 간단하게 측정할 수 있는 지표를 나타내는 최대양자수율(Fv/Fm)은 광합성의 잠재력을 의미한다. 습해 스트레스 처리 후 초기 단계에서 습해 스트레스에 저항성을 지닌 유전자원과 저항성이 없는 감수성 유전자원 간의 차이를 객관적으로 확인할 수 있었다.</p> <p>본 연구는 인삼 유전자원의 묘삼 단계에서의 습해 스트레스 수준 평가를 위한 엽록소형광 매개변수 선발의 선도적인 연구로 판단되고 향후 인삼 논 재배에서 발생하는 염류장해, 생리장해 등 다양한 비생물적 스트레스의 수준을 판별할 수 있는 엽록소 형광 매개변수의 선발 관련 연구가 추가적으로 필요할 것으로 판단된다.</p>