고온 스트레스에 대한 한반도 자생 Aster 및 Hemerocalis의 광합성 반응

조승주1*, 나누리1, 박병준1, 이경미1

(1국립수목원 DMZ산림생물자원연구과)

Photosynthetic Responses of Native Aster and Hemerocalis Species in the Korean Peninsula to High-Temperature Stress

Seungju Jo1*, Nuree Na1, Byung Jun Park1,  Kyung-Mee Lee1

(1DMZ Botanic Garden, Korea National Arboretum)

요약: 식물의 온도적응성은 기후변화로 심화되는 극한기후 조건에서의 생태계 반응을 이해하고 식물의 내서성을 평가하는 핵심 지표이다. 본 연구는 한반도 자생식물인 쑥부쟁이속(Aster) 3종(벌개미취, 좀개미취, 해국)과 원추리속(Hemerocalis) 2종(노랑원추리, 백운산원추리)을 대상으로 고온 조건에서의 광합성 반응을 비교·분석하여 온도적응 잠재력을 평가하고자 수행되었다. 식물체는 DMZ자생식물원 내 환경제어챔버를 이용하여 중온(25/15 °C)과 고온(35/25 °C) 조건에서 생장하였으며, 처리구당 6개체를 배치하였다. 온도 처리 후 LI-6400XT를 이용해 엽온 15–40 °C 범위에서 순광합성률을 측정하여 Aₙ–T 곡선을 산출하였다. 이를 바탕으로 광합성 최적 온도(Topt), 최적 온도에서의 순광합성률(Popt), 실제 생장 온도에서의 순광합성률(Pgrowth)를 계산하였다. 모든 종에서 중온과 고온 처리 간 Topt, Popt, Pgrowth의 통계적 유의성은 나타나지 않았으나(p > 0.05), 고온 처리 시 대부분의 종에서 광합성률 감소 경향이 관찰되었다. 쑥부쟁이속은 고온 조건에서 Topt, Popt 및 Pgrowth가 모두 감소하여 낮은 내서성을 보였다. 특히 해국은 Topt가 약 10 °C 이상 감소하며 가장 높은 열 민감도를 나타냈다. 반면, 원추리속은 상대적으로 완만한 반응을 보였으며, 백운산원추리는 Pgrowth가 유지되어 부분적인 온도적응 가능성이 관찰되었다. 이상의 결과는 본 실험 조건에서 원추리속이 쑥부쟁이속에 비해 고온 스트레스에 대한 생리적 완충 능력과 온도적응 잠재력이 상대적으로 높음을 시사하며, 향후 기후변화 대응 자생식물 관리·활용 전략 수립을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

Abstract: Thermal acclimation is a key indicator for understanding ecosystem responses to climate change and plant heat tolerance. This study evaluated the thermal acclimation potential of native plant species in the Korean Peninsula by comparing photosynthetic responses under high-temperature conditions. Three Aster species (A. koraiensis, A. maackii, and A. spathulifolius) and two Hemerocalis species (H. thunbergii and H. hakuunensis) were exposed to moderate (25/15 °C) and high (35/25 °C) temperature regimes. Net photosynthetic rates were measured across leaf temperatures of 15–40 °C using a LI-6400XT system to derive Aₙ–T curves and associated parameters. Although no significant differences in Topt, Popt, or Pgrowth were detected between treatments, most species showed reduced photosynthetic performance under high temperature. Aster species exhibited pronounced declines in these parameters, whereas Hemerocalis species showed relatively moderate responses, with partial thermal acclimation observed in H. hakuunensis. These results suggest a higher thermal acclimation potential in Hemerocalis than in Aster species.

Keywords: Thermal acclimation, High-temperature stress, Aster, Hemerocalis, Aₙ–T curve