본 연구는 봉선화 생육에 산성비를 처리하여 그 영향을 보았으며, 봉선화가 산성비에 직접적인 영향을 받으며, \( \mathrm{H}^{+} \)부하량이 증가함에 따라 피해가 커짐을 확인하였다. 또한 산성비를 처리하였을 떄, MDA 함량이 증가하는 것을 통해 산성비의 \( \mathrm{H}^{+} \)부하량 증가가 봉선화 잎에 산화스트레스을 발생시킴을 알 수 있었으며, 막지질을 보호하는 total carotenoid 함량은 산성비 처리에 따라 감소하였다. 다음으로 산화형인 GSSG 함량 또한 위 같이 \( \mathrm{H}^{+} \)부하량 증가에 따라 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 마지막으로 산성비 처리에 대해 SOD의 활성이 증가를 확인했으며, superoxide가 생성되고 이를 무독화 시키기 위해 SOD 활성이 증가한 것으로 사료된다.
<h1>결과 및 고찰</h1><p>2 주간의 인공산성비 제조 처리는 봉선화 식물에 극심한 가시피해와 생육억제를 초래하였다. 특히 산성비의 \( \mathrm{pH} \) 가 낮을수록 피해는 심하게 나타났으며 \( \mathrm{pH} 3.0 \) 이하의 처리에 의해 암회색 또는 적갈색의 괴사 반점이 생성되었다. 이 결과는 초본식물의 경우 대부분 \( \mathrm{pH} 3.5 \) 이하에서 가시피해가 일어난다고 보고한 Lee 등의 보고와 유사한 경향을 나타내었다.</p><p>산성비 처리가 봉선화 생육에 미치는 영향을 Fig. 2에 나타내었다. 본 실험에서 2주간 \( \mathrm{pH} 3.0 \) 및 \( \mathrm{pH} 2.0 \)의 산성비 처리는 대조구인 \( \mathrm{pH} 5.6 \) 처리에 비하여 각각 \( 30 \% \) 및 \( 50 \% \)의 초장 감소를 나타내었다. 이 결과는 4 주간 \( \mathrm{pH} 3.1 \)의 산성비 처리에서 \( 43 \% \)의 초장감소를 보인 들깨와 \( 55 \% \)의 초장감소를 보인 당근식물에 비하여 생육억제가 다소 낮은 것으로 나타났다. 건물중도 산성비의 \( \mathrm{pH} \) 가 낮아짐에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 특히 \( \mathrm{pH} 4.0 \) 의 비교적 약한 산성비 처리에 의해 약 \( 16 \% \) 의 건물중이 감소하는 것으로 나타났다. 이상의 결과로 볼 때 봉선화는 산성비에 의해 직접적인 생육억제의 영향을 받고 있으며, 산성비의 \( \mathrm{H}^{+} \)부하량이 증가함에 따라 피해가 커지는 것으로 나타났다.</p><p>식물은 여러 가지 환경스트레스에 노출되었을 때 활성산소 생성에 의한 산화스트레스를 일으키는 것으로 보고되어 있으며, 생체의 막지질은 산화스트레스에 민감하게 반응하는 부분으로 알려져 있다. 본 실험에서 산성비 처리에 의한 MDA (지질과산화 산물) 함량은 \( \mathrm{pH} 4.0 \) 산성비 처리부터 증가를 나타내었으며 \( \mathrm{pH} 2.0 \) 처리에서는 \( \mathrm{pH} 5.6 \) 처리에 비하여 약 \( 40 \% \) 의 MDA 함량이 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 생체의 막지질이 산성비의 잠재적인 표적임을 시사하며, 산성비의 \( \mathrm{H}^{+} \)부하량 중가가 봉선화 잎에 산화스트레스를 일으키며 그로 인해 막지질의 조성이 크게 변화된 것으로 사료된다. Carotenoid는 산화작용으로부터 막지질을 보호하는 항산화물질로 알려져 있다. 그러나 본 실험에서 total carotenoid 함량은 산성비의 \( \mathrm{H}^{+} \)부하량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였으나 산성비 처리간에 통계학적 \( 5 \% \) 유의성은 없었다.</p><p>조 등일반적으로 ascorbate와 glutathione은 대기오염물질이나 건 환경스트레스에 의해 생성된 활성산소 \( \left(\mathrm{O}_{2}^{-}\right. \)또는 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} \)등)의 무독화에 관여하는 항산화물질로 알려져 있으며, 일부 식물에서 항산화물질의 함량 차이는 환경스트레스에 대한 감수성 차이와 깊은 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 본 실험에서 산성비 처리에 의하여 환원형인 AsA 함량은 큰 변화를 나타내지 않았으나 산성비의 \( \mathrm{H}^{+} \)부하량의 중가와 함께 산화형인 DHA 합량이 크게 증가하는 것으로 나타났다. 특히 \( \mathrm{pH} 3.0 \) 이하의 산성비 처리에서 \( \mathrm{pH} 5.6 \) 처리에 비해 약 2배의 DHA 함량 증가를 나타내었다. 이와 같은 산화형의 증가 경향은 glutathione 함량에서도 나타났다. 환원형인 GSH의 함량은 산성비의 처리에 의해 큰 변화를 나타내지 않았으나, 산화형인 GSSG 함량은 산성비의 \( \mathrm{H}^{+} \) 부하량의 증가와 함께 크게 증가하였으며, \( \mathrm{pH} 2.0 \) 처리에서는 \( \mathrm{pH} 5.6 \) 처리에 비해 약 2배의 함량 증가를 나타내었다. 이와 같은 산화형 항산화 물질의 증가는 \( \mathrm{O}_{3} \) 및 \( \mathrm{UV}-\mathrm{B} \)등의 스트레스 실험에서도 보고되어 있으며, 산성비에 의하여 봉선화 잎에 활성산소가 생성되고 그로 인해 산화스트레스가 일어남을 시사한다.</p><p>식물은 각종 환경스트레스에 의해 생체내의 산소가 superoxide radical 등의 반응성이 높은 활성산소로 변하여 생체내의 생리적 장해를 나타내는 것으로 알려져 있다. 이에 대하여 식물은 SOD, APX, DHAR, 등의 항산화효소에 의해 체내에 생성된 활성산소를 효과적으로 제거하는 방어기구를 가지고 있다. 본 실험에서 산성비 처리에 의한 \( \mathrm{SOD} \) 의 활성은 \( \mathrm{pH} 3.0 \) 및 \( \mathrm{pH} 2.0 \) 처리에서 \( \mathrm{pH} 5.6 \)에 비하여 약 \( 2.5 \) 배의 증가를 나타내었는데, 산성비 처리에 의해 식물 체내에 superoxide가 생성되고 이를 무독화 시키기 위해 SOD의 활성이 중가한 것으로 사료된다. APX의 활성도 \( \mathrm{pH} \) \( 3.0 \) 및 pH 2.0의 산성비 처리에서 pH 5.6에 비하여 약 \( 1.8 \)배의 증가를 보여를 보였으며, SOD에 의해 생성된 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} \)의 무독화를 위하여 APX의 활성이 증가된 것으로 사료된다. MDHAR과 GR의 활성은 산성비 처리에 의해 증가하는 경향을 보인 반면, DHAR과 GP의 활성은 산성비의 \( \mathrm{H}^{+} \)부하량의 증가에 따라 크게 증가하는 것으로 나타났다.본 실험에서 산성비의 \( \mathrm{H}^{+} \)부하량의 증가와 항산화효소의 활성 변화와의 정확한 관련성은 나타나지 않았지만, 대체적으로 산성비의 \( \mathrm{H}^{+} \)부하량이 증가함에 따라 항산화효소의 활성도 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 항산화효소의 활성 증가는 대기오염물질이나 여러 가지 환경 스트레스에 의해서도 보고되어 있으며, 산성비에 의하여 봉선화 식물에 활성산소가 생성되고 이를 무독화하기 위해 식물의 생화학적 방어반응이 작용한 것으로 사료된다.</p>