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Characteristics of Growth and Leaf Color of Hylotelephium telephium cv. Lajos and H. sieboldii cv. Mediovariegatum as Affected by Shading Levels

Authors:

Abstract and Figures

There are about 20 known species of Hylotelephium distributed within Eurasia and North America. Some Hylotelephium species have been reported to have a potential medicinal effect and have been used to remove cadmium from soil. Additionally, various cultivars have been sold and used as ornamental plants for aesthetic purposes. Although Hylotelephium species are used as indoor plants and are considered high shade tolerance, literature to support this information is lacking. Hence, this study investigated the growth and leaf color response of Hylotelephium cultivars, namely H. telephium cv. Lajos and H. sieboldii cv. Mediovariegatum (hereinafter referred to as ‘Lajos’ and ‘Mediovariegatum’) are grown under various shading environments using polyethylene shade films. It was shown by the results of the analysis that the use of a 75% shading level significantly affected the highest plant size, including its shoot, root, and leaf parameters for both cultivars compared to other shading levels. For the fresh and dry weight, ‘Lajos’ favored a 45% shading level, while ‘Mediovariegatum’ favored a 75% shading level. The chlorophyll content in ‘Lajos’ showed the highest at 75% shading level, while ‘Mediovariegatum’ showed the highest values at 35% shading level. In the CIELAB analysis of the leaves, L* and b* values of ‘Lajos’ were highest at 99% shading level, which significantly differed from other shading levels indicating a more yellow tint and a lightness of leaf color. On the other hand, ‘Mediovariegatum’ had the highest L* and b* values at a 60% shading level. In the evaluation of the RHS values, 'Lajos' was evaluated as 146A and 147B at the shading levels from 0% to 75%. Therefore, the leaf color can be maintained uniformly in those shading levels. On the other hand, ‘Mediovariegatum’ was evaluated as 194A and 195A at the 0% shading level and 148A and 152A at the 99% shading level. If the light intensity is too high or too low, the distribution rate of the variegated pattern seems to have decreased. The conclusion is that ‘Lajos’ is recommended to be cultivated at shading levels between 45–75%, and ‘Mediovariegatum’ is recommended to be cultivated at a shading level of 75% after the above information was combined.
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172
Flowe
r
pISSN 1225-5009
eISSN 2287-772X
Flower Res. J. 2022, 30(4) : 172-183
https://doi.org/10.11623/frj.2022.30.4.02
Research Original Article
Journal
Characteristics of Growth and Leaf Color
of
Hylotelephium telephium
cv. Lajos and
H. sieboldii
cv. Mediovariegatum as Affected b
y
Shading Levels
J
ee Woo Nam
1†
, Jae Hwan Lee
1,2†
, Jeong Geun Lee
3
, Seon Yong Hwang
3
, and
Sang Yong Nam
1,2,3*
1
Department of Environmental Horticulture, Sahmyook University, Seoul 01795, Korea
2
Natural Science Research Institute, Sahmyook University, Seoul 01795, Korea
3
Department of Environmental Design & Horticulture, Sahmyook University, Seoul 01795, Korea
차광수준에 영향을 받은 꿩의비름속 ‘러요시’와 ‘메디오
리에가툼’ 품종의 생장과 엽색 특성
남지우1†ㆍ이재환1,2†ㆍ이정근3ㆍ황선용3ㆍ남상용1,2,3*
1
삼육대학교 환경원예학과,
2
삼육대학교 자연과학연구소,
3
삼육대학교 환경디자인원예학과
These authors contributed equally to this work.
Correspondence to
Sang Yong Nam
Tel:
+82-2-3399-1732
E-mail:
namsy@syu.ac.kr
ORCID:
http://orcid.org/0000-0002-4351-447X
A
bstract
There are about 20 known species of
Hylotelephium
distributed within Eurasia and
North America. Some
Hylotelephium
species have been reported to have a potentia
l
medicinal effect and have been used to remove cadmium from soil.
A
dditionally,
various cultivars have been sold and used as ornamental plants for aesthetic
purposes. Although
Hylotelephium
species are used as indoor plants and are
considered high shade tolerance, literature to support this information is lacking.
Hence, this study investigated the growth and leaf color response of
Hylotelephiu
m
cultivars, namely
H. telephium
cv. Lajos and
H. sieboldii
cv. Mediovariegatum
(hereinafter referred to as ‘Lajos’ and ‘Mediovariegatum’) are grown under
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shading environments using polyethylene shade films. It was shown by the results
of the analysis that the use of a 75% shading level significantly affected the highes
t
plant size, including its shoot, root, and leaf parameters for both cultivars compared
to other shading levels. For the fresh and dry weight, ‘Lajos’ favored a 45% shadin
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level, whileMediovariegatum’ favored a 75% shading level. The chlorophyll content
in ‘Lajos’ showed the highest at 75% shading level, while ‘Mediovariegatum’ showe
d
the highest values at 35% shading level. In the CIELAB analysis of the leaves,
L
*
and
b
*
values ofLajos were highest at 99% shading level, which significantly differed
Received October 29, 2022
A
ccepted November 30, 2022
Copyright © 2022 The Korean Society for Floricultural Science
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Characteristics of Growth and Leaf Color of
Hylotelephium telephiu
m
cv. Lajos and
H. sieboldi
i
cv. Mediovariegatum as Affected by Shading Levels
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국내에서 자생하는 돌나물과(Crassulaceae)에는 여러
지가 속이 존재하는데 대표적으로 돌나물속(
Sedum
), 바위솔
속(
Orostachys
), 꿩의비름속(
Hylotelephium
) 등이 있다.
꿩의비름속은 유라시아와 북미를 기반으로, 20여개
분포해 있는 것으로 조사되었다(RBGK and MBG 2022).
많은 꿩의비름속 식물들은 다육식물 중에서도 상대적으로
잎을 가지고 있는 것이 특징이며, 자주꿩의비름(
H.
telephium
)은 개체수가 감소하고 있는 작은홍띠점박이푸른부
전나비(
Scolitantides orion
)의 기주식물인 것으로 밝혀져
태계에 중요한 역할을 하고 있다(Barca and Niculae 2018).
그뿐만 아니라 꿩의비름속 식물들은 약용식물로써의 잠재
력도 가지고 있는데, 스페인의 나바라(Navarra, Spain) 지역
에서는 자주꿩의비름과 맥시뭄(
H. maximum
)이 민간요법
활용되며 특히 피부질환에 용되는 것으로 조사되었다
(Akerreta et al. 2007; Cavero et al. 2013). 자주꿩의비름
으로부터 생합성 시킬 수 있는 산화구리(CuO) 나노입자와
화아연(ZnO) 나노입자는 우수한 항산화 활성 항균효과를
나타내는 것으로 조사되었다(Karunakaran et al. 2020).
리고 꿩의비름(
H. erythrosticum
)은 높은 페놀(phenolic)함
량을 가지는 것으로 타났으며 항산화 항염 활성이
것으로 나타났다(Kim et al. 2017). 또한 세잎돌나물(
H.
sieboldii
)의 변종인 시에볼디(
H. sieboldii
var.
sieboldii
)와
에튜엔세(
H. sieboldii
var.
ettyuense
)는 의약품으로 사용될
있는 21가지 플라보노이드 배당체(flavonoid glycosides)
생산하는 것으로 나타났다(Iwashina et al. 2022).
꿩의비름식물의 환경과 관련한 기능적인 측면에서
과거 연구에서 큰꿩의비름(
H. spectabile
)은 카드뮴에 대한
저항성이 높은 것으로 나타났으며(Guo et al. 2019), 식물
화기술(phytoremediation)을 통한 토양의 오염 제거에 매우
탁월한 효과를 보였다(Guo et al. 2020; Zhao et al. 2022).
꿩의비름에는 다양한 엽색을 가진 품종들이 많이 출원되었는
와일드파이어’(
H.
cv. Wildfire), ‘체타트’(
H.
cv. Cherry
Tart), ‘퍼플엠페러’(
H. telephium
cv. Purple Emperor) 등과
같은 붉은 엽색을 가진 품종이 있고 ‘러요시’(
H. telephium
cv.
Lajos), 메디오바리에가툼’(
H. sieboldii
cv. Mediovariegatum)
같은 색소결핍 무늬가 있는 품종(variegated cultivar)이
다(WOS 2022).
태양광의 단방향적인 특성으로 인해 경쟁관계에 있는 식물
높낮이에 따라 태양광은 식물에게 비대칭적으로 작용한다
(Semchenko et al. 2012). 빠른 생장 속도를 가진 경쟁
식물로 인해 형성된 차광영역은 그보다 작은 식물에게
정적으로 작용한다(Schwinning and Weiner 1998). 이처럼
차광은 식물 간에 경쟁관계를 형성시키기하지만 이웃한
물의 생장을 돕기도 하는데(Semchenko et al. 2012), 식물
캐노피(plant canopy)는 주변 식물에게까지 도달하는
도를 낮추기도 하지만 하부에 있는 작은 식물들의 스트레
스(heat stress) 개선시키고 잎의 증발산을 낮춰주는 역할
하기도 한다(Callaway 2007). 따라서 적절한 차광수준에
서는 식물의 생장에 긍정적인 영향을 있으며 안정적인
환경을 조성하는데 도움을 있다.
일반적인 식물들과 달리 다육식물은 혹독하고 건조한 환경
에서도 생존할 있는 으로 알려져 있으며(Nam et al.
2016), 이유는 CAM(Crassulacean acid metabolism)
혹은 돌나물형 유기산 대사라고 불리는 차별화된 탄소동화작
때문이다. 이처럼 다육식물이 극한의 건조한 환경에서
떻게 적응했는지에 관하여서는 잘 알려져 있으나 적정 차광수
from other shading levels indicating a more yellow tint and a lightness of leaf color.
On the other hand,Mediovariegatum had the highest
L
*
and
b
*
values at a 60%
shading level. In the evaluation of the RHS values, 'Lajos' was evaluated as 146
A
and 147B at the shading levels from 0% to 75%. Therefore, the leaf color can be
maintained uniformly in those shading levels. On the other hand, ‘Mediovariegatum’
was evaluated as 194A and 195A at the 0% shading level and 148A and 152A at the
99% shading level. If the light intensity is too high or too low, the distribution rate
of the variegated pattern seems to have decreased. The conclusion is that ‘Lajos’ is
recommended to be cultivated at shading levels between 45
75%, and ‘Mediovariegatum’
is recommended to be cultivated at a shading level of 75% after the above informatio
n
was combined.
A
dditional key words
CAM, CIELAB, Crassulaceae, succulents, variegated cultivars
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준에 관한 연구는 부족한 실정이다. 특히, 꿩의비름은 건조한
들판과 같이 광합성 경쟁이 많지 않은 곳에서 주로 서식하
일부는 바위 아래나 계곡 주변의 교목 아래와 같이 많은
빛이 도달하기 힘들거나 일정 시간에만 빛이 도달하는 곳에
서식한다. 때문에 기본적으로 꿩의비름속 식물들이 내음성이
우수한 것으로 알려져 있지만 이를 명확히 확인할 있는 문
헌은 부족한 실정이다. 그뿐만 아니라 무늬품종이 차광처리에
영향을 받았을 어떠한 생장수준과 엽색 품질을 가지는지에
관한 연구도 부족한 실정이기 때문에 적절한 차광수준을 설정
하고 이를 연구하는 것은 중요한 과제다.
이에 따라 연구에서는 꿩의비름 식물 중에서 무늬품
종인 ‘러요시’와 ‘메디오바리에가툼’을 실험식물로 공시하였고
다양한 차광수준 아래에서 어떤 생장반응과 엽색 품질을 가지
는지 조사하였으며 이에 대한 기초자료를 마련하고자 연구
수행하였다.
품종선발
실험에서 식물재료는 국립농업과학원 농업유전자원센
터의 식물유전자원 꿩의비름속 ‘러요시’(
Hylotelephium
telephium
cv. Lajos, 유전자원번호 IT345937)와 ‘메디오바
리에가툼’(
H. sieboldii
cv. Mediovariegatum, 유전자원번호
IT317367) 품종을 실험식물로 공시하였다. 그중 실험온실의
25% 차광수준 하에서 경삽을 통해 번식시킨 것들을 사용하였
으며, 액아가 3cm 이상 발달한 것들 균일한 것들을 선발
하여 사용하였다.
실험환경과 조건
실험은 삼육대학교 환경원예학과 실험온실(37°38'40"N
127°06'25"E)에서 2022년 4월 29일부터 6월 25일까지 8
주간 진행하였다. 지름 높이가 11×10.5cm 원형 플라스
화분을 사용하였으며 분용토로는 마사토와 강모래 그리고
원예용상토 (Hanareumsangto, Shinsung Mineral, South
Korea)를 6:3:1(v/v/v)로 혼합시킨 다육식물용 배지를 만들
충진였다.때,가 발된 균한 크의 삽를 화
한 개씩 화분의 중앙부 식재하였다. 다양한 차광수준
조성하기 위해 폴리에틸렌 차광막(polyethylene shade
film)을 사용하였으며, 차광수준은 각각 0%(무차광), 35%(온
실유리), 45%(온실유리와 투명 PE 1겹), 60%(온실유리와
PE 1겹), 75%(온실유리와 백색 PE 2겹), 99%(온실유리와
흑색 PE 1겹)6단계로 나누었다. 이때, 각각의 차광수준에
대해서는 휴대용 분광복사계(SpectraPen mini, Photon
Systems Instruments, Czech Republic)를 사용하여
측정하였다. 이때, 날이 맑은 날을 무작위로 선정하여
1회 측정하였고 최종적으로 식물에 도달하는 PPFD
(photosynthetic photon flux density)를 기록하여 Table 1
평균값과 표준편차를 나타냈다. 실험기간동안 평균
온도는 20.5±3.2°C였으며, 상대습도는 62.2±12.7%였다
(Fig. 1). 관수는 2회 살수관수 하였다. 실험은 완전임의
배치법(completely randomized design)으로 5개체 3반복
으로 리별 배치하였다.
생장매개변수와 CIELAB 엽색 분석
다양한 차광수준에 따른 러요시’와 메디오바리에가툼’의
생장 반응과 엽록소 수치 그리고 엽색을 평가하기 위하여
장, 초폭, 근장, 초장과 근장의 비율, 엽장, 엽폭, 지상부의
체중과 건물중, 지상부 수분함량, 지하부의 생체중과 건물중,
지하부 수분함량, 엽록소 수치(SPAD units), CIELAB
L
*
,
a
*
,
b
*
값, RHS 값을 조사 및 평가하였다. 이때, 초장은 지면을 기
Table 1.
Photosynthetic photon flux density (PPFD) values for
each shading levels in this study (37°38'40"N 127°06'25"E).
Standard
shading levels
(%)
Relative
shading levels
(%)
PPFD
(μmol m
-2
s
-1
)
0 0 1907.8 ± 163.4
z
35 33.89 1261.2 ± 138.7
45 44.27 1063.2 ± 143.2
60 61.08 742.5 ± 107.9
75 76.42 449.8 ± 77.4
99 99.06 17.9 ± 4.1
z
Mean ± standard deviation.
Fig. 1.
Environmental conditions (temperature and relative humidity
)
durin
g
the conduct of this stud
y
.
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준으로 식물의 가장 높은 부분을 기준으로 측정하였으며
폭은 식물을 위에서 바라볼 때 가장 넓은 부분을 기준으로
정하였다. 근장은 식물의 뿌리 중에서 가장 긴 뿌리를 기준으
하여 측정하였으며 엽장과 엽폭은 식물의 무작위로
3개씩을 선발하여 각각에 맞는 크기를 측정했다. 지상부와
지하부의 생체중은 식물체가 손상되지 않도록 조심스럽게
척한 밀폐된 공간에서 24시간 동안 자연건조 시킨 다음
측정하였다. 지상부와 지하부 건물중은 건조기(HK-DO135F,
HANKUK S&I, South Korea) 활용하여 85°C로 설정한
24시간 동안 가동시켜 식물체를 건조시킨 측정하였다.
이때, 식물체가 가진 수분함량을 알아보기 위해 생체중과
물중을 대조하여 2차 분석하였으며 이는 식(1)과 같다.

⋅(1)
(: 분함량, : 생체중, : 건물중)
엽록소 수치(SPAD units)는 휴대용 엽록소계(SPAD-502,
Konica Minolta, Japan)를 활용하여 각 식물 별로 무작위로
선정된 3개의 잎의 가장자리로부터 1cm 부근을 측정하였다.
CIELAB(color space)
Lee et al.(2022a)의 측정 방식을 참고하여 분광광도계
(CM-2600d, Konica Minolta, Japan)를 CIELAB D65/1
설정하여 측정했다. 이때, CIELAB 엽색 분석은 각각의 배
치된 식물들로부터 무작위로 선정된 잎을 각각 3회씩 잎의
중앙부를 기준으로 측정하였으며 정반사광(SCI)이 포함된
CIELAB
L
*
,
a
*
,
b
*
값을 도출하여 지수화 하였다. 도출된
CIELAB 값을 활용하여 RHS 고유번호 값을 평가하였는데,
각각의 CIELAB
L
*
,
a
*
,
b
*
값을 Royal Horticultural
Society Colour Chart 시스템(RHSCCS 2022)과 대조하여
처리별로 RHS 유번호 값을 2개씩 선정하였다. 마지막
으로 각각의 차광수준이 ‘러요시’와 ‘메디오바리에가툼’에게
미치는 엽색 변화에 대한 육안평가를 돕기 위해 Zettl(2022)
제작한 Converting Colors 활용하였으며 이를 통해
CIELAB
L
*
,
a
*
,
b
*
값을 육안 평가가 가능하도록 평가색상
(converted color)으로 변환하였다.
통계처리 방법
실험 과의 분석은 SAS 9.4(SAS Institute, USA)를 사용
하여 분산분석(ANOVA)을 수행하였다. 평균간 비교는
p
<0.05
수준의 던컨의 다중검정(Duncan’s multiple range test)으
통계분석 하였다.
결과 고찰
식물의 크기 변화
실험에서는 삽목 액아가 발달된 식물을 화분에 옮겨
분화상태로 재배하였다. 식물의 안정적인 활착을 위해서는
목하거나 새로 재식시킨 식물을 바로 직사광선에 노출시켜서
되며 차광망(shade net)이나 비닐하우스용 폴리에틸렌
차광막과 같은 차광 재료를 사용하여 급작스러운 환경변화로
부터 식물을 보호해야 한다(Fowler and Chaffee 2010;
Semchenko et al. 2012). 적절한 차광수준에서 재배된 식물
직사광선에 영향을 받는 식물들에 비해 안정적인 환경에서
재배가 가능하며 상대적으로 적은 관리 요구도와 관수주기
가지기 때문에 노동력 절감에 도움이 된다.
각기 다른 차광수준 아래에서 재배된 꿩의비름속 러요
시’(
Hylotelephium telephium
cv. Lajos) ‘메디오바리에가
툼’(
H. sieboldii
cv. Mediovariegatum) 품종의 식물 크기와
잎의 크기는 양한 결과를 나타냈다(Table 2). 이때, 차광
수준에 영향을 받은 품종에 대한 육안평가를 위한 사진자
료는 각각 Fig. 2와 Fig. 3에 나타내었다. 초장에서 러요시’
75% 차광수준에서 24.55cm로 가장 높게 나타났으며 ‘메
디오바리에가툼’은 60% 차광수준에서 8.35cm로 가장 높게
나타나 적절한 광도수준은 초장에 긍정적영향을 주는 것으
보인다. 하지만 반대로 직사광선을 받는 환경에서는
신장이 억제되는 것으로 보이는데 높은 온도에 의한 하고현상
(summer stress), 화분 토양수분의 빠른 증발산, 자외선
영향 여러 복합적인 요인이 작용한 것으로 추측된다.
가지 연구에서 털부처꽃(
Lythrum salicaria
) 75%
광수준에서 가장 높은 초장을 나타내어 ‘러요시’가 나타낸
과와 유사하였다(Jang et al. 2022). 구와꼬리풀(
Veronica
dahurica
)은 60% 차광수준에서 가장 높은 초장을 나타내었고
(Song et al. 2020), 속리기린초(
Sedum zokuriense
)는 65%
차광수준에서 가장 높은 초장을 나타내어(Lee et al. 2021b),
‘메디오바리에가툼’의 결과와 유사하였다. 열대, 아열대 지방
에서 재배되는 일부 귤속류(
Citrus
spp.) 식물들의 묘목 재배
경우 손상을 막기 위해 차광처리를 해서 재배하기도
다(Incesu et al. 2014). 직사광선에 의한 높은 복사열은
물의 생장과 광합성 효율을 떨어뜨리기 때문에 적절한 차광처
리는 식물의 손상을 방지하고 토양 수분 함량을 조절하는
비생물적 스트레스 요인 완화에 도움을 있는 것으로
생각되었다.
‘러요시’와 ‘메디오바리에가툼’의 초폭은 모두 75% 광수
준에서 각각 18.95, 34.35cm로 가장 높게 나타났다. 이때,
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‘메디오바리에가툼’은 60% 차광수준에 비해 75% 차광수준에
67.2% 높은 초폭을 나타내어 처리 차이가 컸다.
과거 연구에서 바위솔국(
Delosperma cooperi
)는 80% 차
수준에서 가장 높은 폭을 나타내어 험의 결과와
사하였다(Lee et al. 2022c). 바위솔국과 ‘메디오바리에가
타’ 일부 포복성 식물의 경우 낮은 광도에서는 파이토크롬
(phytochromes)에 의한 그늘 회피 반응(shade avoidance
response)으로 인해 줄기가 지면 방향으로 넓게 신장하여
수광면적을 늘리는 것으로 생각되었다(De Lucas et al. 2008;
Sessa et al. 2018). 이와 비슷한 원리로 ‘러요시’는 직립형
(upright)으로 생장하는 특성상 방사형으로 잎의 크기를
키운 것으로 보인다. 이러한 가변적인 생장 양상에 따라 잎
노피 현상(leaf canopy) 회피함과 동시에 수광면적을 증대
시킨 것으로 보이며(Hikosaka and Hirose 1997), 그게
초폭이 늘어난 것으로 판단된다.
근장은 ‘러요시’에서 유의미한 차이는 없는 것으로 나타나
뿌리의 길이 발달에서 광도의 영향은 없는 것으로 나타났으나
‘메디오바리에가툼’은 75% 차광수준에서 근장이 23.10cm로
가장 높게 나타나 ‘러요시’와 달리 광도가 식물의 뿌리
달에 영향을 주는 것으로 나타났다. 만병초(
Rhododendron
Table 2.
Plant sizes, S/R ratio, and leaf sizes of
Hylotelephium telephium
cv. Lajos and
H. sieboldii
cv. Mediovariegatum as affected
by different shading levels for 8 weeks.
Cultivar
z
Shading
levels
(%)
Plant sizes (cm) S/R
ratio
y
Leaf sizes (cm)
Shoot
height
Shoot
width
Root
length Length Width
HTL 0 13.20 cd
x
10.33 d 24.06 a 0.54 bc 6.85 d 2.97 d
35 17.57 bc 14.51 bc 24.25 a 0.78 ab 8.18 c 3.56 c
45 18.77 abc 17.12 ab 24.67 a 0.85 a 9.01 b 4.03 bc
60 19.28 ab 18.01 a 24.91 a 0.79 ab 9.73 ab 4.34 ab
75 24.55 a 18.95 a 25.77 a 0.96 a 10.56 a 4.58 a
99 11.60 d 12.66 cd 23.83 a 0.48 c 4.50 e 1.77 e
HSM 0 6.46 b 7.68 c 20.90 a 0.36 a 1.38 c 1.62 c
35 8.02 a 21.92 b 22.60 a 0.37 a 2.24 b 2.53 b
45 8.17 a 21.10 b 22.30 a 0.31 a 2.67 a 3.14 a
60 8.35 a 20.54 b 22.34 a 0.38 a 2.86 a 3.22 a
75 7.62 ab 34.35 a 23.10 a 0.33 a 2.84 a 3.17 a
99 5.13 c 11.20 bc 17.20 b 0.35 a 1.18 c 1.13 d
Significance
w
Cultivar (A) *** ** ** *** *** ***
Treatment (B) *** *** NS NS *** ***
(A) × (B) ** * NS NS *** NS
z
HTL:
Hylotelephium telephium
cv. Lajos; HSM:
H. sieboldii
cv. Mediovariegatum.
y
S/R ratio: shoot length/root length ratio.
x
Means separation within columns by Duncan’s multiple range test (DMRT) at
p
< 0.05, same lowercase letters mean no significant
differences.
w
NS, *, **, ***: non-si
g
nificant or si
g
nificant at
p
< 0.05, 0.01, or 0.001, res
p
ectivel
y
.
Fig. 2.
Hylotelephium telephium
cv. Lajos grown under the
different shadin
g
levels for 8 weeks.
Fig. 3.
H. sieboldii
cv. Mediovariegatum grown under the
different shadin
g
levels for 8 weeks.
177
Characteristics of Growth and Leaf Color of
Hylotelephium telephiu
m
cv. Lajos and
H. sieboldi
i
cv. Mediovariegatum as Affected by Shading Levels
Flower Res. J.
2022
,
30(4) : 172-183
brachycarpum
)는 30% 차광수준에서 뿌리의 길이가 가장 발달
하였으며(Hwang et al. 2015), 바위솔국은 50% 차광수준에서
가장 높은 근장을 나타내어(Lee et al. 2022c), 식물마다 뿌리
발달을 위한 적정 차광수준이 다른 것을 알 수 있었다. 초장과
근장의 비율을 나타내는 S/R ratio는 75% 차광수준에서 러요
시’가 0.96으로 가장 높게 나타나 다른 처리구 대비 지하부에
비교해 지상부의 길이 발달이 상대적으로 월등하였다.
엽장에서 ‘러요시’는 75% 차광수준에서 10.56cm로 가장
높게 나타났는데, 이는 초폭에서 나타난 결과와 동일하며
언급했던 것처럼 수광면적을 최대증대시키기 위한 그늘
회피 반응의 일종인 것으로 보인다. 한편, 메디오바리에가툼’
60% 차광수준에서 2.86cm로 가장 높았다. 엽폭에서도
장과 유사하게 러요시’는 75% 차광수준에서 4.58cm로 가장
높게 나타났으며 ‘메디오바리에가툼’은 60% 차광수준에서
3.22cm로 가장 높게 나타났다. 표현형의 가소성(phenotypic
plasticity)은 식물이 생장하고 있는 환경에 적합한 적절한
현형을 발현시키기 위해 식물의 형태학적, 생리학적인 특성을
가변시키며(Ballare et al. 1994; Bradshaw 1965; Sultan
2005), 식물의 생장과 번식에 대해 환경적 변화에 대한 잠재
적인 부정적 영향을 완충시킨다(Weijschede et al. 2006).
그늘 회피 반응도 이러한 표현형의 가소성에 기반 것으로
있는데, 이렇게 유도된 반응은 식물의 신장, 엽면적의
증대, 엽병 길이의 변화를 만들어 저광도 조건에서 수광량 경
쟁으로 말미암은 생장 저해를 방지할 있도록 한다(Aphalo
and Ballare 1995; De Kroons and Hutchings 1995;
Geber and Griffen 2003; Huber and Hutchings 1997;
Sultan 1995; Van Hinsberg 1997).
결과적으로 ‘러요시’ 식물체 크기를 유의미하증대시키
위해서 75% 차광수준 하에서 재배할 것을 권고한다. ‘메디
오바리에가툼’은 60% 차광수준에서 가장 높은 초장과 엽장,
엽폭을 나타내었으나 차이가 75% 차광처리와 근소한 것으
생각되었다. 그러나 초폭은 60% 차광수준에 비해서 75%
차광수준에서 크기가 67.2% 크게 증대되었으므로
75% 차광수준에서는 관상가치가 높은 식물을 생산할
있는 것으로 생각되어 ‘메디오바리에가툼’ 또한 75% 차광수
준에서 재배할 것을 권고한다.
생체중과 건물중에 대한 분석은 식물의 크기를 나타내는
장, 초폭, 근장과 비교했을 때 식물이 건실하게 생장했는지
Table 3.
Fresh and dry weight, SF/RF ratio, and SD/RD ratio of
Hylotelephium telephium
cv. Lajos and
H. sieboldii
cv. Mediovariegatu
m
as affected by different shading levels for 8 weeks.
Cultivar
z
Shading
levels
(%)
Shoot weight (g) Root weight (g) SF/RF
ratio
y
SD/RD
ratio
x
Fresh
weight
Dry
weight
Fresh
weight
Dry
weight
HTL 0 26.15 b
w
1.41 b 6.52 b 1.49 ab 3.90 c 0.93 bc
35 28.47 b 1.37 b 6.01 b 1.20 ab 5.05 b 1.23 ab
45 43.40 a 2.11 a 9.98 a 1.70 a 4.38 bc 1.25 ab
60 37.13 ab 1.81 ab 6.67 b 1.24 ab 5.66 ab 1.49 ab
75 36.55 ab 1.72 ab 6.05 b 1.02 b 6.16 a 1.68 a
99 8.81 c 0.14 c 1.64 c 0.22 c 5.29 ab 0.68 c
HSM 0 11.13 a 0.84 a 1.58 a 0.53 a 8.84 a 1.77 b
35 14.58 a 0.95 a 1.78 a 0.51 a 8.21 a 1.83 b
45 16.52 a 1.09 a 1.77 a 0.49 a 9.22 a 2.72 ab
60 16.71 a 1.06 a 1.66 a 0.46 a 10.38 a 3.82 a
75 17.23 a 1.01 a 2.09 a 0.60 a 8.75 a 2.10 b
99 1.07 b 0.05 b 0.49 b 0.13 b 2.58 b 0.42 c
Significance
v
Cultivar (A) *** *** *** *** *** **
Treatment (B) *** *** *** *** * *
(A) × (B) NS NS *** * * NS
z
HTL:
H. telephium
cv. Lajos; HSM:
H. sieboldii
cv. Mediovariegatum.
y
SF/RF ratio: shoot fresh weight/root fresh weight.
x
SD/SR ratio: shoot dry weight/root dry weight.
w
Means separation within columns by DMRT at
p
< 0.05.
v
NS, *, **, ***: non-si
g
nificant or si
g
nificant at
p
< 0.05, 0.01, or 0.001, res
p
ectivel
y
.
178
Jee Woo Nam, Jae Hwan Lee, Jeong Geun Lee, Seon Yong Hwang, and Sang Yong Nam
Flower Res. J.
2022
,
30(4) : 172-183
가하기 용이하며 보다 객관적인 지표로 사용할 있다.
다양한 차광수준에 영향을 받은 식물의 생체중과 건물중
그리고 수분함량은 다양한 결과를 나타내었다(Table 3). ‘러
요시’의 지상부 생체중과 건물중은 45% 차광수준에서 각각
43.40, 2.11g으로 가장 높게 나타났다. 과거 연구에서 바위
솔국은 해당 실험에서 가장 낮은 차광수준인 50% 차광수준에
가장 높은 지상부 생체중과 건물중을 나타내어 실험과
유사하였다(Lee et al. 2022c). 한편, 메디오바리에가툼’은
75% 차광수준에서 17.23g으로 가장 높은 지상부 생체중을
나타내었으나 지하부 건물중은 45% 차광수준에서 1.09g으로
가장 높게 나타났다. 과거 연구에서 삼채(
Allium hookeri
)는
75% 차광수준에서 가장 높은 생체중을 나타내어(Park et al.
2016), ‘메디오바리에가툼’의 결과와 유사하였다. 꿩의비름속
같은 돌나물과(Crassulaceae)에 속한 속리기린초는 65%
차광수준에서 가장 높은 생체중을 나타내었다(Lee et al.
2021b). 따라서 일부 다육식물은 직사광선 보다 적절 차광
환경을 선호하는 것으로 생각되었다. 지하부의 생체중과
건물중은 지상부 생체중과 건물중의 경향과 거의 유사하게
타났다. 이때, 러요시’는 45% 차광수준에서 지하부 생체중과
건물중이 각각 9.98, 1.70g으로 가장 높게 나타났으며 ‘메디
오바리에가툼’은 75% 차광수준에서 지하부 생체중과 건물중
각각 2.09, 0.60g으로 가장 높게 나타났다.
지상부 생체중과 지하부 생체중의 비율을 나타내는 SF/RF
ratio는 러요시’가 75% 차광수준에서 6.16으로 가장 높게
나타났으며, ‘메디오바리에가툼’이 60% 차광수준에서 10.38
가장 높게 나타났다. 한편, 지상부 건물중과 지하부 건물
중의 율을 나타내 SD/RD ratio는 75% 차광수준에서
‘러요시’가 1.68로 가장 높게 나타났고 ‘메디오바리에가툼’은
60% 차광수준에서 3.82로 SF/RF ratio와 유사한 경향을
타냈다. 식물들은 차광이 있는 환경에서 줄기의 신장을 가속
화시키고 엽면적을 증대시키나 반대로 지하부 생장을 감소시
키는 경향이 있는데(Ballare et al. 1994; Sultan 2000),
연구에서도 이와 비슷한 경향을 보였다. 그러나 품종별로
장에 적합한 차광수준 보다 상대적으로 높은 차광수준에 배치
되는 경우 지상부의 생장량 또한 급격히 감소하여 SF/RF
ratio와 SD/RD ratio 모두 감소하는 경향이 나타나는 것으
추측된다.
지상부 수분함량은 품종 모두 99% 차광수준에서 각각
97.3, 95.4% 가장 높게 나타났으며 반대로 0% 차광수준에
서는 각각 94.6, 92.3%로 모든 처리구 가장 낮게 나타났
다(Table 4). 지상부의 수분함량은 차광수준이 높아질수록
회피 반응으로 인해 비대해진 세포들로 인하여 상대적으로
많은 수분을 보유하게 되는 것으로 생각되었다. 지하부
함량은 ‘러요시’가 99% 차광수준에서 86.83% 가장 높게
타났으며 ‘메디오바리에가툼’은 75% 차광수준에서 75.37%로
가장 높은 지하부 수분함량을 나타내었다. 1960년대에 처음
Table 4.
Shoot and root moisture content of
Hylotelephium telephium
cv. Lajos and
H. sieboldii
cv. Mediovariegatum as affected by
different shading levels for 8 weeks.
Cultivar
z
Shading levels (%) Shoot moisture content (%) Root moisture content (%)
HTL 0 94.6 b 77.1 d
35 95.2 b 80.3 c
45 95.1 b 83.0 b
60 95.1 b 81.4 bc
75 95.3 b 83.1 b
99 97.3 a 86.8 a
HSM 0 92.3 b 60.8 b
35 93.5 ab 70.9 a
45 93.3 ab 72.5 a
60 93.4 ab 73.1 a
75 94.1 ab 75.4 a
99 95.4 a 73.4 a
Significance
x
Cultivar (A) *** ***
Treatment (B) ** **
(A) × (B) NS *
z
HTL:
H. telephium
cv. Lajos; HSM:
H. sieboldii
cv. Mediovariegatum.
y
Means separation within columns by DMRT at
p
< 0.05.
x
NS, *, **, ***: non-si
g
nificant or si
g
nificant at
p
< 0.05, 0.01, or 0.001, res
p
ectivel
y
.
179
Characteristics of Growth and Leaf Color of
Hylotelephium telephiu
m
cv. Lajos and
H. sieboldi
i
cv. Mediovariegatum as Affected by Shading Levels
Flower Res. J.
2022
,
30(4) : 172-183
견된 CAM(crassulacean acid metabolism) 혹은 돌나물형
유기산 대사라 불리는 탄소동화작용(Ranson and Thomas
1960) 능한 식물들은 과도한 수분 스트레스가 발생할 때
에는 CAM 과정을 통해 광합성을 하지만 토양수분이 충분한
생육 환경에서는 C
3
C
4
전환하여 광합성을 한다(Wai et
al. 2019). CAM 광합성은 C
3
C
4
비해 최대 5배 높은
활용 효율을 가지고 있으나(Drennan and Nobel 2000),
동일한 기간 대비 C
3
C
4
비해 상대적으로 적은 탄수화물
만을 생산하는 것으로 알려져 있다. 적절한 차광환경은 토양
온도를 낮춰주고 이에 연쇄적으로 토양이 수분함량을 유지
하는데 도움을 있어 러요시’와 ‘메디오바리에가툼’
직사광선을 받았던 식물에 비해 적정수준의 차광환경에
치되었을 식물이 CAM 광합성으로 전환되지 않고 지속적
C
3
C
4
광합성이 가능하여 많은 탄소동화작용을 거칠
있었던 것으로 생각되었으며, 이에 따라 ‘러요시’와 ‘메디
오바리에가툼’의 생체중과 건물중이 증가한 것으로 판단된다.
생체중과 건물중에 대한 분석 결과 생체중과 건물중의 증가
식물의 건실한 생장임을 참이라고 가정할 때, ‘러요시’는
45% 차광수준에서 지상부와 지하부 모두 가장 높은 것으로
나타나 건실한 식물을 생산하고자 하경우 45% 차광수준에
재배할 것을 권고한다. ‘메디오바리에가툼’은 평균적으로
75% 차광수준에서 우수하게 생장한 것으로 판단되어 건실한
식물체 생산을 위해 75% 차광수준에서 재배할 것을 권고한다.
엽록소 수치와 CIELAB 엽색 평가
오랜 기간에 걸친 비생물적 스트레스 요인은 식물의 생장에
영향을 미치는 것뿐만 아니라 색상의 질도 변화시킨다.
연구에서 CIELAB를 활용한 다양한 식물의 색상 품질
연구가 있었는데, 다양한 환경 조건에 따른 식물의 엽색
(Cabahug et al. 2017a; Lee et al. 2021a; Park et al.
2021), 차광수준에 따른 엽색 평가(Cabahug et al. 2017b;
Lee et al. 2021b; Lee et al. 2022c), 배 온도에
따른 식물의 엽색 혹은 과실의 색상 평가(Cabahug et al.
2019; Kwanhong et al. 2017), 화훼 작물의 품질 평가
(Kim and Lee 2022; Shim et al. 2021).
엽록소 수치와 CIELAB 엽색 분석에서 여러 차광수준에
향을 받은 ‘러요시’와 메디오바리에가툼’은 다양한 결과를
타내었다(Table 5). 엽록소 수치(SPAD units)에서 ‘러요시’
75% 차광수준에서 34.27로 가장 높게 나타났으며 ‘메디오
바리에가툼’은 35% 차광수준에서 62.68로 가장 높게 나타났
Table 5.
Chlorophyll content (SPAD units), leaf color reading values of CIELAB, RHS values, and converted color of
Hylotelephiu
m
telephium
cv. Lajos and
H. sieboldii
cv. Mediovariegatum as affected by different shading levels for 8 weeks.
Cultivar
z
Shading
levels
(%)
Chlorophyll
content
(SPAD units)
CIELAB values RHS
values
Converted
color
y
L
*
a
*
b
*
HTL 0 32.13 a
x
47.36 b -9.58 ab 19.41 ab 146A, 147B
35 33.80 a 46.61 b -9.81 ab 17.31 c 146A, 147B
45 33.14 a 46.47 b -10.21 b 18.18 bc 146A, 147B
60 33.86 a 46.69 b -9.59 ab 19.78 ab 146A, 147B
75 34.27 a 46.92 b -9.24 a 18.86 b 146A, 147B
99 27.42 b 50.47 a -9.73 ab 20.98 a 147B, 148A
HSM 0 58.22 a 59.30 b -2.08 b 19.36 b 194A, 195A
35 62.68 a 75.00 a 1.84 a 28.80 a 162C, 163D
45 60.93 a 74.59 a 2.33 a 29.59 a 162C, 163D
60 60.21 a 76.53 a 0.56 ab 29.82 a 162C, 163D
75 59.17 a 75.44 a 0.44 ab 28.20 a 162C, 163D
99 42.36 b 46.51 c -4.24 c 28.02 a 148A, 152A
Significance
w
Cultivar (A) *** *** *** ***
Treatment (B) ** *** * ***
(A) × (B) *** ** NS *
z
HTL:
H. telephium
cv. Lajos; HSM:
H. sieboldii
cv. Mediovariegatum.
y
Colors converted using CIELAB
L
*
,
a
*
, and
b
*
values.
x
Means separation within columns by DMRT at
p
< 0.05.
w
NS, *, **, ***: non-si
g
nificant or si
g
nificant at
p
< 0.05, 0.01, or 0.001, res
p
ectivel
y
.
180
Jee Woo Nam, Jae Hwan Lee, Jeong Geun Lee, Seon Yong Hwang, and Sang Yong Nam
Flower Res. J.
2022
,
30(4) : 172-183
다. 이와 유사하게 오렌지(
Citrus
×
sinensis
) 묘목은 75%
광수준에서 가장 높은 엽록소 함량을 나타내었다(Incesu et
al. 2014). 명도(lightness)를 나타내는
L
*
‘러요시’가 99%
차광수준에서 50.47 가장 높게 나타났으며 ‘메디오바리에
가툼’은 60% 차광수준에서 62.68 가장 높게 나타났다.
가지 연구에서
L
*
식물의 생장수준과 음의 상관관계
나타내는 것으로 평가되었으나(Lee et al. 2022a; Lee et
al. 2022b), 연구에서는 조금 상반된 결과가 타나났는데
이는 같은 돌나물과에 속해 있는 돌나물속(
Sedum
), 크라술라
속(
Crassula
), 에케베리아속(
Echeveria
), 칼랑코에속(
Kalanchoe
)
식물들과 마찬가지로 꿩의비름속 식물들 또한 표면의
스층이 발달되어 있기 때문으로 생각된다(Jovanovic et al.
2016). 이렇게 식물의 표면에 발달된 왁스층은 에피큐티큘러
왁스(epicuticular waxes)라고도 불리는데 초소수성의 성질
가지고 있어 식물이 비에 젖지 도록 도움을 주며
사에도 영향을 미쳐 내리쬐는 태양빛으로부터 식물을 보호한
다(Koch and Ensikat 2008). 한편, 이러한 에피큐티큘러
스층은 식물의 생장 여건이 좋지 못할 때에는 발달이 불량
지기도 한다. 라서 생체중과 건물중의 증가가 식물의 건실
생장을 참이라고 가정할 때, 특히 ‘러요시’ 경우에는
체중, 건물중,
L
*
값의 증가가 동시에 일어났으므로 이는 식물
건실하게 생장할 표면의 왁스층 또한 비례하여 발달
하는 것으로 해석되었다. 반대로 에피큐티큘러 왁스층의 발달
거의 없는 식물들에 대해서 앞서 언급한 과거 가지
연구에서와 같이
L
*
생장수준이 음의 상관관계를 나타낼 수
있음을 예상할 있다.
적색과 녹색 좌표를 나타내는
a
*
‘러요시’가 75% 차광수
준에서 9.24로 가장 높게 나타났으며 ‘메디오바리에가툼’은
45% 차광수준에서 2.33으로 가장 높게 나타나 일정 차광수
준에서는 녹색에 조금 가까운 엽색을 나타내는 것으로
각되었다. 황색과 청색 좌표를 나타내는
b
*
‘러요시’가 99%
차광수준에서 20.98 가장 높게 나타났으며 ‘메디오바리에
가툼’은 60% 차광수준에서 29.82 가장 높게 나타났다.
때, 식물의 중앙 부분을 측정하였는데 러요시’와 같이
중앙부가 녹색 계통인 잎은 저광도 조건에서 엽색이 황화하는
것으로 나타났다. 바위솔국은 95% 차광수준에서 가장 높은
b
*
값을 나타내었고(Lee et al. 2022c), 속리기린초는 98%
차광수준에서 가장 높은
b
*
값을 나타내어 실험의 결과와
유사하였다(Lee et al. 2021b). 한편, ‘메디오바리에가툼’
같이 중앙부가 상아색을 띄는 잎은 적절한 광도 수준에
오히려 황색에 가까운 것으로 나타났으며 반대 너무
광도나 너무 낮은 광도수준에서는 오히려 색소결핍 무늬
(variegated pattern)의 면적이 줄어드는 것으로 생각되었다.
RHS 값의 평가에서 ‘러요시는 0% 차광수준에서부터 75%
차광수준에 이르기까지 146A, 147B로 평가되어 균일한 엽색
가지는 것으로 평가되었으나 99% 차광수준에서는 147B,
148A로 평가되어 엽색이 황화한 것으로 평가되었다. 한편,
‘메디오바리에가툼’은 0% 차광수준에서 194, 195A로 평가되
엽색이 갈색 계통의 색을 띄는 것으로 평가되어 엽 중앙부
무늬가 착색된 것으로 나타났다. 35% 차광수준에서 75%
차광수준까지는 모두 동일하게 162C, 163D 평가되어
범위의 차광수준에서는 상아색 계통의 색상을 균일하게
지할 있는 것으로 나타났다. 반대로 99% 차광수준에서는
148A, 152A로 평가되어 어두운 녹색 계통의 엽색을 나타내
것을 있었으며 과도한 차광수준은 무늬의 분포율을
낮추는 것으로 판단된다.
식물의 크기 변화, 생체중과 건물중 분석, 엽록소 수치와
CIELAB 엽색 평가의 결과를 종합적으로 평가했을 때 ‘러요시
는’ 식물의 건실한 생장수준을 유지할 있도록 45~75%
이의 차광수준에서 재배할 것을 권고하며, 메디오바리에가
툼’의 경우에는 75% 차광수준에서 재배할 것을 권고한다.
꿩의비름은 유라시아와 북미를 기반으로 20여개 종이
분포해 있는 것으로 알려져 있다. 일부 꿩의비름은 약용식
로써 잠재력을 가지고 있으며 토양 카드뮴 제거에도 사용
있다. 그뿐만 아니라 다양품종이 출원되어 시장에
통되고 있다. 꿩의비름은 내음성이 우수한 것으로 알려져
기는 하나 이를 뒷받침해줄 문헌은 부족한 실정이다. 따라서
연구에서 꿩의비름속 ‘러요시’(
Hylotelephium telephium
cv.
Lajos )와 ‘메디오바리에가툼’ (
H. sieboldii
cv. Mediovariegatum)
품종이 폴리에틸렌 차광막을 활용한 다양한 차광환경에서
생장과 엽색 반응을 나타냈는지에 대해서 조사하였다.
과적으로 다른 차광수준과 비교했을 때 75% 차광수준에서
장과 근장 그리고 잎의 매개변수를 포함하는 식물의 크기에
대해 유의미하게 높게 나타났다. 생체중과 건물중 석에서는
‘러요시’는 45%의 차광수준을 선호하는 것으로 나타났으며,
‘메디오바리에가툼’은 75% 차광수준을 선호하는 것으로 나타
났다. 엽록소 수치에서 ‘러요시’는 75% 차광수준에서 가장
엽록소 수치를 나타내었고, 메디오바리에가툼’은 35%
광수준에서 가장 높은 엽록소 수치를 나타내었다. CIELAB
색상 분석에서는 러요시’의 명도
L
*
황색도
b
*
값이 99%
181
Characteristics of Growth and Leaf Color of
Hylotelephium telephiu
m
cv. Lajos and
H. sieboldi
i
cv. Mediovariegatum as Affected by Shading Levels
Flower Res. J.
2022
,
30(4) : 172-183
광수준에서 가장 높게 나타나 다른 차광수준에 비해 엽색이
황화한 것으로 평가되었다. 한편, ‘메디오바리에가툼’은 60%
차광수준에서
L
*
b
*
값이 가장 높게 나타났다. RHS 값에 대
평가에서는 ‘러요시’가 0%에서 75%까지의 차광수준에서
146A, 147B로 평가되어 해당 범위의 차광수준에서는 균일한
엽색을 유지할 있을 것으로 보인다. 다른 한편, ‘메디오바
리에가툼’은 0% 차광수준에서는 194A, 195A, 99% 차광수준
에서는 148A, 152A로 평가되어 광도가 너무 높거나 낮은
무늬의 분포율을 저하시키는 것으로 판단된다. 결론적으로
여러 결과들을 종합했을 때, ‘러요시’는 45~75% 사이의
차광수준에서 재배할 것을 권고하며 ‘메디오바리에가툼’은
75% 차광수준에서 재배할 것을 권고한다.
추가 주요어
CAM, CIELAB, 돌나물과, 다육식물, 무늬품종
연구는 삼육대학교 교내학술연구비 지원과 국립농업과학
농업유전자원센터 시설관리비 지원에 의해 수행되었음.
구에 사용된 식물유전자원 꿩의비름속 러요시’ (
Hylotelephium
telephium
cv. Lajos, 유전자원번호 IT345937)와 ‘메디오바
리에가툼’(
H. sieboldii
cv. Mediovariegatum, 유전자원번호
IT317367) 품종은 국립농업과학원 농업유전자원센터로부터
분양받아 활용하였음.
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... The decreases in both the biomass and the carbohydrate content of the Petunia 'Pretty Flora' under low-light conditions are attributable to reduced photosynthesis (Kwack and Lee, 1999). Similarly, even plants with relatively high shade tolerance, such as Hylotelephium species or Delosperma cooperi, show poor growth when exposed to light intensities below their preferred thresholds (Lu et al., 2003;Lee et al., 2022b;Nam et al., 2022). Moreover, the observed recovery of the leaf number and rate of photosynthesis after eight weeks can be interpreted as a physiological trait of both species tested here, whereby at least eight weeks are required for acclimatization to low-light conditions (Yang et al., 2022). ...
... while 'Eden Rosso' showed the longest root length of 14.03 cm at the 45 % shading level. According toNam et al. (2022), Hylotelephium telephium 'Lajos' showed no significant shading effects on root length across 0-99 % shading levels, whereas H. sieboldii 'Mediovariegatum' exhibited significant root length reduction at the 99 % shading level, despite showing similar significant levels up to 75 % shading level. Additionally,Qi et al. (2019) reported a significant decrease in the root length of Pinus koraiensis at the 80 % shading level compared to direct sunlight, indicating that the impact of shading treatment on root length varies among species. ...
Article
Full-text available
This study investigated the suitable shading levels for Peperomia species and cultivars, a genus within the Piperaceae family known for its ornamental value as an indoor plant. We examined the effects of four different shading levels (45, 60, 75, and 99 %) using polyethylene (PE) shading films on four Peperomia species and cultivars, namely: P. obtusifolia (L.) A.Dietr., P. quadrangularis (J.V.Thomps.) A.Dietr., P. caperata Yunck. ‘Eden Rosso’, and P. caperata ‘Napoli Nights’. After an eight-week cultivation period, we assessed plant sizes, biomass (i.e. fresh and dry weight), leaf color, chlorophyll content (SPAD units), and five chlorophyll fluorescence parameters (Fv/Fm, ΦDo, ABS/RC, DIo/RC, and PIABS) in Peperomia species and cultivars. The results indicated that P. obtusifolia and ‘Eden Rosso’ exhibited the best growth performance within the 45-75 % shading range, whereas P. quadrangularis and ‘Napoli Nights’ showed optimal performance at the 45 and 60 % shading levels, respectively. All species and cultivars demonstrated reduced growth and biomass under the 99 % shading level, hypothesized to be due to restricted CO2 assimilation under low-light conditions. Leaf color, measured by CIE76 color-difference (ΔE* ab) analysis based on the Commission Internationale de l'Eclairage Lab (CIELAB) color space, remained relatively constant across four different shading levels. Analyses of chlorophyll content and chlorophyll fluorescence revealed that high shading levels might deactivate some reaction centers, although the overall photosynthetic efficiency appeared largely unaffected. The performance index (PIABS) suggested that except for P. quadrangularis, which peaked at the 60 % shading level, P. obtusifolia, ‘Eden Rosso’, and ‘Napoli Nights’ generally performed well under the 45- 75 % shading levels. Therefore, Peperomia plants are capable of tolerating broad shading conditions, except for excessively high shading (99 % shading level). These results indicate that providing suitable shading levels is effective in improving the growth and photosynthetic activity of those several Peperomia species and cultivars.
... 바이오매스 (biomass) 분석에서 단삼의 지상부 생체중은 12 과거 연구에서 춘화처리한 배추 (Brassica rapa ssp. pekinensis 'Qingtai No. 4')는 12 h·d -1 -18 h·d -1 범위의 광주기 내에서 16 h·d -1 의 광주기일 때 가장 높은 생체중을 나타내는 것으로 보고되었으며 (Liu et al., 2023), 새싹 채소용 비트의 건물중 과 샐러드무 (Raphanus sativus)의 바이오매스는 16 h·d -1 처리 구에서 가장 높게 나타나 (Guo et al., 2019; Hernández-광주기의 영향을 받은 단삼의 생장 매개변수의 결과를 종합 하여 볼 때, 지상부와 지하부를 막론하고 크기가 크고 무거운 바이오매스를 가진 식물체를 생산하기 위해서는 12 h·d -1 -16 h·d -1 범위의 광주기에서 재배하는 것이 가장 적합한 것으로 판 단된다. 2. 단삼의 외적품질 변화 식물의 외적품질은 소비자의 직관적 평가에 영향을 미치기 때문에 충분히 고려되어야 할 사항이며 (Lee and Nam, 2023), 오랜 시간에 걸친 비생물적 스트레스는 식물의 생장뿐 만 아니라 외적품질에도 영향을 미칠 수 있으므로 주의해야 한다(Nam et al., 2022). 잎의 외적품질에 관한 결과에서 명도 (lightness)를 나타내는 색공간 (color space) 매개변수인 CIELAB L * 값은 처리간 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다(Table 3). ...
Article
Full-text available
Background: Salvia miltiorrhiza Bunge, a medicinal plant belonging to the Lamiaceae family, is commonly used as a health-promoting tea in China. This study investigated and analyzed the improvements in S. miltiorrhiza growth, external quality, vegetation indices, and photosynthetic performance through photoperiod control. Methods and Results: The study was conducted with four different photoperiods: 8, 12, 16, and 24 hours of light period (h·d-1). The results showed that the 12 h·d-1 - 16 h·d-1 photoperiods were most effective for promoting shoot growth. This was determined by evaluating plant sizes, shoot biomass; various remote sensing vegetation indices including normalized difference vegetation index, photochemical reflectance index, and modified chlorophyll absorption ratio index; and five chlorophyll fluorescence parameters (Fv/Fm, ΦDo, ABS/RC, DIo/RC, and PIABS). Similarly, the root growth, root biomass, and external quality parameters (CIELAB color space values and visual score) indicated that a 12 h·d-1 - 16 h·d-1 photoperiod was the most effective. Conversely, continuous light conditions for 24 h·d-1 photoperiod significantly decreased most growth parameters and both shoot and root external qualities, suggesting inefficiency in such conditions. Conclusions: Therefore, the study recommends cultivating S. miltiorrhiza under a 12 h·d-1 - 16 h·d-1 range photoperiod to improve the growth, external qualities, and physiological characteristics.
... 단삼의 생장과 외적품질을 향상시키기 위한 주야간 온도의 실험적 제어 al., 2021b), 호야(Hoya carnosa)와 스파티필름(Spathiphyllum wallisii)(Lee et al., 2021a), 자주꿩의비름(Hylotelephium telephium)(Nam et al., 2022)이 큰 초폭으로 넓은 수광면적을 나타낼 때 엽록소 수치도 함께 증가하였다는 결과와 일치하였 다. 따라서 적정 재배온도에서는 초장과 초폭의 증가와 동시에 동일 면적 대비 엽록소 함량의 증가를 기대할 수 있을 것으로 판 단된다. 지상부 생체중과 건물중은 24/19, 28/23, 32/27°C 처리구 모두 던컨의 다중검정 결과에서 동등한 유의수준을 나타냈 다. 한편, 지상부의 생체중 및 건물중과 동일하게 지하부 생체중과 건물중 또한 24/19, 28/23, 32/27°C 처리구에서 동등한 유 의수준을 나타냈다. ...
Article
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Salvia miltiorrhiza is a medicinal crop belonging to the Lamiaceae family. It is commonly used in China as an ingredient in health-promoting teas that enhance immunity and prevent diseases. Although some Korean local farmers have reported that S. miltiorrhiza grows vigorously in high temperatures and produces roots with a deep red color, there is no clear evidence or literature to confirm this. Therefore, this study investigated the growth and external quality of S. miltiorrhiza in response to different day and night temperature levels. Day and night temperature treatments were designed into four levels: 20/15, 24/19, 28/23, and 32/27°C, respectively. Among the parameters related to plant sizes, the shoot height and number of roots showed the highest values in the 32/27°C treatment, while other parameters, particularly the shoot width and root length exhibited the highest values in the 28/23°C treatment. In contrast, the majority of parameters, including the fresh weight and dry weight, which are indicative of root biomass, were lowest in the 20/15°C treatment, suggesting that S. miltiorrhiza, a species that prefers relatively high temperatures, thrives in warmer conditions. Importantly, the root fresh and dry weights, which are likely to be correlated with the market value of S. miltiorrhiza, showed the same significance levels within the temperature range of 24/19–32/27°C, but not in the relatively low-temperature treatment of 20/15°C. Thus, cultivation of S. miltiorrhiza is deemed feasible within all temperature ranges except for 20/15°C, with optimal conditions falling within the temperature range of 24/19–32/27°C. The CIELAB a* value, associated with red color, was highest in the comprehensive assessment of the 32/27°C treatment. Moreover, in the 32/27°C treatment, the Royal Horticultural Society (RHS) color chart values were found to indicate a deep reddish or brown-red color, with readings of 166B and 174A. Additionally, the root color obtained the highest visual score in the 32/27°C treatment. Based on previous studies, a* is considered to be related to the content and quantities of tanshinones and other hydrophilic phenolic compounds, which are effective components associated with the orange-red color. Therefore, it is recommended to cultivate S. miltiorrhiza at a high temperature of 32/27°C to achieve high growth rates, excellent external quality, and produce superior S. miltiorrhiza plants.
... Developed to overcome the limitations of Hunter Lab, which was introduced in 1958, CIELAB is characterized by the inclusion of asterisks in its notation, represented as L * , a * , and b * as opposed to L, a, and b in Hunter Lab (Lee and Nam, 2022a). CIELAB has been widely applied in various horticultural studies, such as external quality evaluation of fruits and vegetables (Cho et al., 2021;Kim et al., 2022;2022e), ornamental flower crops (Jang et al., 2023;Park et al., 2023;Shin et al., 2022), and succulent plants (Lee, 2023;Nam et al., 2022), and serves as an excellent parameter for describing the qualitative quality of plants. Therefore, CIELAB is expected to be useful for evaluating leaf color in succulent plants. ...
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Senecio haworthii is a succulent plant belonging to the Asteraceae family. Optimal growth conditions for this species have not been well-established. In this study, we investigated the optimal day/night temperature range for enhancing the growth and ornamental quality of S. haworthii. Four day/night temperature treatments were designed as follows: 20/15, 24/19, 28/23, and 32/27°C. Based on the plant sizes and biomass analysis, the best growth performance was determined to be achieved under a relatively low-temperature treatment of 20/15°C. Conversely, the 32/27°C treatment resulted in the lowest growth rates, likely attributed to decreased leaf function caused by prolonged exposure to high-temperature conditions. Additionally, leaf color analysis using the CIELAB color space revealed that CIELAB L* , representing lightness, and CIELAB a* , indicating green-red opponent colors, proportionally increased with the rise in day/night temperature levels. Previous studies have reported an inverse relationship between L* and plant growth parameters. Consistent with previous research, the treatment at 32/27°C, which exhibited the lowest growth, showed higher L* values. Conversely, the CIELAB b* value, representing blue-yellow opponent colors, was highest under the 20/15°C treatment, suggesting leaf-yellowing tendencies in relatively lower temperature conditions. Based on the color difference analysis using CIE76 color difference (ΔE*ab), temperatures of 20/15 and 24/19°C were used as reference points; under these conditions, the temperatures of 28/23 and 32/27°C were evaluated as having a ‘small color difference’. Therefore, even with significant differences in day/night temperatures, no noticeable differences were concluded to be found in leaf color. Based on these findings, cultivating S. haworthii in relatively low-temperature conditions of around 20/15°C is concluded to be advantageous for enhancing both plant growth and ornamental quality compared to higher temperature conditions such as 32/27°C.
... 그러나 3000 K 백색 LED 처리구와 6500 K 백색 LED 처리구 간의 유의한 차이가 나타나지 않아 녹색파장이 엽록소 수치의 증대와 관련이 있는지에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 생각된다.CIELAB 색공간(color space)은 명도(L * ), 적색-녹색(a * ), 황색-청색(b * )을 기반으로 한 3가지 값을 제공한다. CIELAB는 산업과 연구에 분야에서 광범위하게 사용되는데, 식품이나 임산물의 품질 평가(Eitenmiller et al., 2011;Schulz et al., 2021), 식물체의 품 질평가(Cabahug et al., 2020;Kim et al., 2022;Lee et al., 2021;Nam et al., 2022;Park et al., 2021) 등에 이용된다. 엽색은 식물 의 표면적 품질에 대한 직관적인 평가가 가능하도록 하는 요소이며 소비자의 선택에 큰 영향을 미치므로 충분히 고려되어야할 항목이 다. 이때, 잎의 명도는 보라색 LED 처리구에서 가장 높은 39.09로 나타났는데, 이는 3000 K 백색 LED 처리구에 비해 7.83%, 6500 K 백색 LED 처리구에 비해 9.05% 높게 나타난 수치다. ...
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The genus Sempervivum plants are members of the Crassulaceae family that is widely distributed in Eurasia and North Africa. Various species in Sempervivum have shown the potential to be used as medicinal crops in several studies in the past. Nowadays, succulents under this genus have gained popularity as ornamental plants. To increase its ornamental value and determine proper cultivation practices, a basic investigation of indoor factors, especially on lighting conditions is deemed necessary. This study aims to determine the effects of types of LED light qualities on the growth and leaf color of S. ‘Black Top’ (hereinafter referred to as ‘Black Top’) which could increase its market value. ‘Black Top’ were grown under three types of LED light qualities for indoor cultivation for 18 weeks. Results indicated that the tallest plants were grown under 3000 K white LED (peak 455, 600 nm) while the highest leaf length of plants was grown in purple LED (peak 450, 650 nm) treatments. Leaf width was not significantly affected by treatments. On the other hand, fresh weight was found to be highest under 6500 K white LED (peak 450, 545 nm), while dry weight was found that 3000 K white LED and 6500 K white LED had the same significance level. The highest chlorophyll content was taken from those grown under 6500 K white LED and the lowest in the purple LED, which suggests that balanced spectral distribution relatively produces increased chlorophyll content. In the analysis of CIELAB leaf color reading values, L* (color lightness) was found highest in the purple LED which suggests that if the spectrum was biased to one wavelength, it would produce unfavorable leaf color quality of ‘Black Top’. Based on these results, ‘Black Top’ are recommended to be grown under 3000 K and 6500 K white LED compared to purple LED to increase plant sizes and improve leaf color quality.
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Cichorium intybus, a leafy vegetable belonging to the Asteraceae family, is known for its potential health benefits and the inclusion of various bioactive compounds and indigestible oligosaccharides that improve liver function and aid in fatigue recovery. In this study, we evaluated the effects of light-emitting diode (LED) light qualities on the growth, vegetation indices, and photosynthesis of the C. intybus cultivars ‘Asia Sugar’ and ‘Rossa Italiana’, grown in a closed nursery facility. LED light treatments included seven types of monochromatic, composite, and white LEDs (i.e., red, green, blue; purple; 3000, 4100, and 6500 K white LEDs) applied to these cultivars. The results showed that ‘Asia Sugar’ reached its largest size under the 3000 and 4100 K white LED treatments, whereas ‘Rossa Italiana’ exhibited the highest growth under the 3000 K white LED light treatment. An analysis of monochromatic light revealed that red LED light increased plant sizes and weights compared to blue LED light, and a higher distribution of red wavelengths within the white light spectrum positively influenced plant sizes and weights. With regard to increasing plant weights, both cultivars performed best under 3000 and 4100 K white LEDs, similar to the results for plant sizes. In contrast, ‘Asia Sugar’ showed the most favorable vegetation and photosynthetic indices under 4100 and 6500 K white LEDs, while the ‘Rossa Italiana’ showed the most favorable photosynthetic indices and chlorophyll content (SPAD units) under 6500 K white LED, opposite to the plant size results. These findings provide valuable insights into how specific LED light qualities can be optimized to enhance the growth and physiological responses of Cichorium intybus cultivars seedlings.
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Taraxacum coreanum, a member of the Asteraceae family, is endemic to Korea and has high potential as a medicinal crop. However, as the cultivation method for T. coreanum has not been clearly established, it is necessary to discuss the proper method by which to raise seedlings. In this study, the effects of the shading levels on growth and photosynthetic responses of T. coreanum were investigated. The shading treatment in this study had five levels: 35, 45, 60, 75, and 99%, respectively, designed with polyethylene shade films. The plant height, plant width, leaf length, and leaf width were highest with the 75% shading level, while the root length, root fresh weight, and dry weight tended to increase as the shading level decreased. The fresh and dry weights of the shoots were highest at the 60–75% shading levels. PIABS, representing the performance index on an absorption basis, was highest at 7.13 at the 60% shading level, showing a trend similar to that of the fresh weight and dry weight of the shoots. The maximum quantum yield of PSII (Fv/Fm) was 0.83–0.84 at shading levels of 35–75%, but it decreased to 0.74 at the 99% shading level. ΦDo, ABS/RC, and DIo/RC showed equal significance levels from shading levels of 35–75% and belonged to the normal range. However, these indicators of stress were highest at the 99% shading level, indicating that setting an excessively high shading level could significantly inactivate the reaction center of PSII. In conclusion, for the cultivation of T. coreanum under different shading levels, it is recommended to utilize shading levels of 60–75% to enhance the shoot sizes and fresh and dry weights significantly. Additionally, for significant enhancements in root length and growth, it is recommended to use shading levels of 35–75%, specifically excluding the 99% shading level.
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Peperomia, the commonly cultivated house plants, are known for their superior shade tolerance, and suitability as ornamental indoor plants. Here, the effects of different color temperatures of white light-emitting diodes (LEDs) were experimentally investigated on Peperomia. Three white LEDs with different color temperatures of 3000, 4100, and 6500 K, respectively, were used in the cultivation of Peperomia species and cultivars namely: P. obtusifolia, P. caperata cv. Napoli Nights (‘Napoli Nights’), and P. caperata cv. Eden Rosso (‘Eden Rosso’) for experimental purposes. Results showed that the sizes of the plants P. obtusifolia and ‘Napoli Nights’ were optimal under 4100 and 6500 K white LEDs, whereas, ‘Eden Rosso’ exhibited optimal growth under 6500 K white LED. Compared to the other plants, P. obtusifolia exhibited superior biomass production under 4100 K white LED. Conversely, ‘Eden Rosso’ and ‘Napoli Nights’ had the highest biomass under 6500 and 3000 K white LEDs, respectively. Regarding the leaf color, L* and b* values demonstrated an inverse relationship with plant biomass, suggesting that leaves turn yellow when the growth of a plant is inhibited. Fv/Fm ranged from 0.77 to 0.81 across all treatments, and these values are generally acceptable. Compared to the other plants, P. obtusifolia and ‘Eden Rosso’ had higher ΦDo, ABS/RC, and DIo/RC under 6500 and 3000 K white LEDs, respectively, contradicting the results observed for plant sizes. In addition, PIABS values were higher for P. obtusifolia under 4100 and 6500 K white LEDs and the highest for ‘Eden Rosso’ under 6500 K white LED. In conclusion, P. obtusifolia can be cultivated under 4100-6500 K white LEDs, whereas, ‘Eden Rosso’ and ‘Napoli Nights’, under 6500 and 4100 K white LEDs, respectively.
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Sedum nussbaumerianum, a succulent plant belonging to the Crassulaceae family, exhibits various leaf colors, including red, yellow, and green, and produces white to pinkish flowers, making it a species with high ornamental value. However, it is a relatively unknown species with little scientific research. In this study, we designed four different day/night temperature treatments applied: 20/15, 24/19, 28/23, and 32/27℃, respectively, to determine the optimal temperature range for the growth and development of S. nussbaumerianum. The results showed that the 20/15℃ treatment exhibited the highest values for shoot length, stem diameter, leaf width, shoot fresh weight, shoot moisture content, number of flowers, and CIELAB a* values for both leaves and flowers, indicating superior color quality. On the other hand, the 24/19℃ treatment showed the highest values for plant width, root length, ground cover, number of leaves, leaf length, root fresh weight, dry weight of shoot and root, flowering rate, flower stalk length, and flower length and width. However, it had a relatively lower color quality compared to the 20/15℃ treatment. However, the growth rate was relatively better compared to 24/19℃. The 32/27℃ treatment resulted in lower growth performance, with high CIELAB L* and b* values indicating pigment bleaching due to plant stress, and 0% flowering rate due to suppressed growth and development. Pearson correlation coefficient analysis showed that L* had a negative correlation with shoot fresh weight, while b* had negative correlations with fresh and dry weight of shoot and root, confirming the inverse proportion between plant growth and L* and b*, as reported in previous studies. In conclusion, for significant growth enhancement and promotion of flowering development of S. nussbaumerianum, we recommend cultivation under the 24/19℃ treatment, However, for the production of plants with relatively red leaf and flower colors, cultivation under the 20/15℃ treatment is recommended.
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Delosperma cooperi is a perennial herbaceous succulent that grows wild in Lesotho and the Republic of South Africa. As a ground cover plant and as an indoor ornamental plant, it has a high horticultural value. It is essential to fully understand the conditions and other factors that play a key role in higher propagation success to reduce labor costs and efficiently propagate. Optimal cultivation methods for the vegetative propagation of D . cooperi has not yet been studied. In this study, the effects of shading levels (50%, 65%, 80%, 95%, and 98%), various soil mixes (decomposed granite, perlite, river sand, fertilizer-amended media, and vermiculite), and fertilization rates (Control, 500, 750, 1,000, and 2,000 ppm) on the propagation success, growth, and development of D. cooperi were investigated. According to the results, the best growth condition for propagating this succulent was subjecting them to 50% shading conditions using vermiculite (VL):fertilizer-amended media (FM):perlite (PL) (3:2:5, v/v/v) as soil media with the application of 1000 ppm fertilization rates to enhance plant growth. The leaf color of D. cooperi was dark green (RHS N137A, 147A) at a shading level of 65% or less, and the leaf color changed to yellow (RHS 146A, 147B, 148A) at the shading level of 80% or more. The correlations between CIELAB L* and b* values with plant growth parameters were analyzed in the shading levels study, and they showed a negative correlation with each other. However, there was no correlation between growth parameters and leaf color in the fertilization rates study.
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Plants under the genus Orostachys have been known as medicinal plants. This study deems to determine the growth and leaf color of Orostachys japonica and O. boehmeri when subjected to various LED light sources. A total of seven LED light treatments were used, i.e. red (630 nm), green (520 nm), blue (450 nm), purple (650 and 450 nm), 3000 K white (455, 600 nm), 4100 K white (455, 590 nm), and 6500 K white (450, 545 nm) LEDs. Results showed that O. japonica plants showed favorable growth under 4100 K white LED, while O. boehmeri plants had a positive growth response under white light LEDs (3000, 4100, and 6500 K). In leaf color analysis, the use of green LED showed the greatest change in CIELAB L * and b * values which were relatively higher compared to other treatments indicating that leaves turned yellowish. Further statistical analysis using Pearson’s correlation also suggested that there is a small negative association between dry weight and b * values of O. japonica, and a negative moderate association between plant weights (fresh and dry weight) and leaf color (L * and b * ) and positive association between said plant weights and a * color values of O. boehmeri. Therefore, it is recommended to cultivate O. japonica under 4100 K white LED and O. boehmeri under 3000, 4100, 6500 K white LEDs.
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When designing interior spaces, the use of indoor foliage plants is considered as an integral part of providing a wonderful ambiance owing to both their aesthetic and functional properties. Being indoors, these plants are subjected to continuous lighting conditions at high temperatures with varying light intensities, which affect their survival, growth, and leaf color quality. Hence, this study was conducted to investigate the influence of different light intensity levels (60, 120, and 180 μmol m-2 s-1) on the growth and leaf color of commonly used indoor foliage plants (Hoya carnosa f. variegata, Epipremnum aureum f. variegata, Rhapis excelsa, Hedera helix, Chamaedorea elegans, and Spathiphyllum wallisii) under high temperature and continuous lighting conditions. The results demonstrated that the growth parameters of the indoor foliage plants, after 4 weeks of treatment, were relatively better when grown under lower light intensity levels (60 and 120 μmol m-2 s-1) compared to when grown under a higher light intensity level (180 μmol m-2 s-1). The CIELAB L * and b * values of a majority of the indoor foliage plants increased proportionally with the light intensity level, indicating that under a higher light intensity, the leaves tend to express yellow tones. In addition, SPAD units decreased as the light intensity increased. Taken together, the results of this study indicate that indoor foliage plants are sensitive to light stress under high temperature and continuous lighting conditions; therefore, it is recommended to cultivate them under relatively low light conditions (60 and 120 μmol m-2 s-1).
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Twenty-one flavonoids were isolated from the leaves and stems of Hylotelephium sieboldii var. sieboldii and var. ettyuense (Crassulaceae) endemic to Japan. They were characterized as kaempferol and quercetin glycosides such as 3-O-sophorosides, 3-O-neohesperidosides, 3,7-di-O-rhamnosides, 3-O-neohesperidoside-7-O-rhamnosides, 3-O-glucoside-7-O-rhamnosides, 3-O-sophoroside-7-O-rhamnosides, 3-O-glucosides and 3-O-rhamnosides by UV, LC-MS, acid hydrolysis, and NMR and/or HPLC comparisons with authentic samples. Flavonoids of H. sieboldii var. sieboldii are 3,7-O-glycosides of kaempferol and quercetin. On the other hand, those of H. sieboldii var. ettyuense were flavonol 3-O-diglycosides, together with a few 3,7-O-glyosides. Flavonol 3-O-monoglycosides were found in both varieties. Flavonoids were reported from Hylotelephium sieboldii in this survey for the first time.
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Phytoremediation is an effective way to remove metals from contaminated soil, and selecting remediation plants suitable for climate conditions is a prerequisite for effective phytoremediation. In this study, a MaxEnt model was applied to investigate the potential distribution and habitat suitability of three Cd-accumulating plants in China- Sedum alfredii, Phytolacca americana, and Hylotelephium spectabile and explore the key environmental factors that affect their habitat suitability. A total of 44 environmental parameters, including bioclimatic variables, altitude, and soil property parameters were used. The results showed that: (1) For S. alfredii, suitable areas account for 14.9 % of the area of China, which are mainly distributed in the middle and lower reaches of the Yangtze River. (2) The suitable areas of P. americana account for 22.7 % of China and are mainly located in the regions of the Qinling Mountains and the south of China. (3) While that for H. spectabile are mainly located in the regions of northeastern China and certain regions of central China, with suitable areas account for 8.3 % of the area of China. (4) The distribution of these three plants is significantly affected by precipitation; specifically, solar radiation is an influential factor for the distribution of S. alfredii and H. spectabile, and temperature limits the distribution of P. americana. The selection and agronomic management of hyperaccumulators for phytoremediation requires multifactor consideration (e.g., climate, soil conditions and planting patterns). The results can provide guidance for identifying suitable areas for planting these three accumulating plants, which could not only prevent the unscientific cultivation of them in unsuitable habitats but also enhance the efficiency of phytoremediation. Meanwhile, these findings are expected to contribute to agronomic management for improved phytoremediation effects in different Cd-contaminated regions of China.