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Title Page

Abstract

Korean Abstract

Contents

Introduction 12

Literature Review 17

Materials and Methods 27

Results and Discussions 39

Conclusions 54

Literature Cited 55

Fig. 1. Temperature, relative humidity, and CO₂ concentration in an environmentally controlled plant production system during DAT 14. Daily... 36

Fig. 2. Average substrate volumetric water content (VWC) (n=4) of Ocimum basilicum as maintained by a FDR soil moisture sensor-controlled automated... 37

Fig. 3. Relative spectral distribution of various UV-A light intensities (10 W·m-2, 20 W·m-2, and 30 W·m-2) with RGB LEDs measured by using a...[이미지참조] 38

Fig. 4. Growth of Ocimum basilicum grown under various UV-A light intensity treatments with RGB LEDs at 14 days after transplanting. 42

Fig. 5. (A) Plant height, (B) Plant width, (C) Shoot fresh weight, and (D) Shoot dry weight of Ocimum basilicum grown under various UV-A light intensity (0... 43

Fig. 6. (A) Leaf thickness, (B) Number of leaves, (C) Leaf size, and (D) Total leaf area of Ocimum basilicum grown under various UV-A light intensity (0... 44

Fig. 7. (A) Chlorophyll a content, (B) Chlorophyll b content, (C) Total chlorophyll content, and (D) SPAD of Ocimum basilicum grown under various... 45

Fig. 8. (A) Photosynthetic rate, (B) stomatal conductance, (C) transpiration rate, (D) Chlorophyll fluorescence (Fv/Fm) of Ocimum basilicum grown under...[이미지참조] 49

Fig. 9. (A) Phenylalanine lyse activity, (B) Total phenolic compound, and (C) Antioxidant capacity of Ocimum basilicum grown under various UV-A light... 53

초록보기

 식물재배에 사용되는 인공광원이 개발됨에 따라 발광다이오드(light-emitting diode; LEDs)는 효율적인 식물생산을 위해 광범위하게 연구 되고 있다. 가시광선의 다양한 파장 범위 중 자외선 (UV, 200 - 400 nm)은 식물 생장 및 유용물질 함량에 영향을 미치는 환경적 스트레스 요인 중 하나로 간주될 수 있다. 그 동안 UV 파장대에 따른 식물 생장 및 유용물질 함량에 관련된 연구는 많이 이루어져 왔으나, UV-A (320nm - 400nm)의 다양한 광도에서의 식물 생장과 유용물질 함량 변화에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 UV-A의 광도에 따른 바실 (Ocimum basilicum L.)의 생육 변화, 페놀 물질 축적 및 관련 효소 변화에 미치는 영향을 조사하였다. 바실 종자를 이용하여 128구 트레이에서 약 3주동안 육묘하여 10cm 플라스틱 화분에 이식한 후 일주일간 실내 실험실에서 재배되었다(25.0 ± 2.3℃, 백색 LED 230 μmol·m-2·s-1, 광주기 16/8시간). 본엽이 3매일 때 112개의 식물을 선별하여 4가지 다른 UV-A 광도 (0, 10, 20, 30W·m-2)로 폐쇄형 식물 생산시스템 내에(온도 25.0±0.5℃, 상대 습도 68.4±2.6%, 이산화탄소 농도 910.2± 15.0 μmol·mol-1)로 설정되었으며 RGB 조합 (적색:녹색:청색=8:4:5)으로 구성되었다. 식물의 초관부의 PPFD는 평균 333.9 ± 1.0 μmol·m-2으로 하였으며, 16/8시간의 광주기로 동일하게 유지시켰다. 처리 0, 3, 7, 14일 후에 바실의 생육, 광합성, 유용물질 농도를 측정하였다. 지상부 생체중 및 건물중은 10 W·m-2 UV-A 처리에서 30 W·m-2 UV-A 보다 높은생육을 보였다. UV-A 처리 14일 후에 30 W·m-2 UV-A처리는 다른 UV-A처리에 비해 엽면적이 감소하였다. 30 W·m-2 UV-A 처리하에 재배된 바실은 기공전도도와 Fv/Fm가 감소함에 따라 낮은 광합성률을 보였다. 20W·m-2 UV-A처리의 바실은 0W·m-2 UV-A보다 총페놀 함량, 항산화 물질, PAL의 활성이 높았으며 30 W·m-2 UV-A는 유의한 차이가 없었다. 본 연구를 통하여 2주 동안 20 W·m-2 UV-A 처리를 통하여 바실의 생장은 감소되지 않고 유용물질 함량을 증가시켰으며, 바실의 품질을 향상시키 는 데 효과적일 것으로 판단된다.