Studies on Synthesis and Accumulation Pattern of Cyannogenic Glycosides in Sorghum Piants

Sorghum 식물에 있어서 Cyanogenic Glycosides의 합성 및 축적에 관한 연구

Phytotron and field experiments were conducted to determine the influence of morphological growth stage and environmental temperature on synthesis and accumulation pattern of cyanogenic glycosides in sorghum cv. Pioneer 931 and Sioux at Munich technical university from 1979 to 1980. Various growth stages of sorghum plants were grown in phytotron at 4 different temperature regimes of 30/25, 25/20, 28/18 and 18/8 degree C with 35,000 Lux over 13-h days. The results obtained are summarized as follows: 1. Cyanogenic glycosides in sorghum plants were shown to have a great synthetic rate at early growth stages. The highest concentrations of hydrocyanic acid (HCN) were found at 2-leaf stage with 2384 and 1800ppm (DM basis) for Pioneer 931 and Sioux respectively. The contents of HCN were, however, however decreased markedly as morphological development, which shows a value of 173ppm (Pioneer 931) and 70ppm (Sioux) at heading stages. 2. Changes of hydrocyanic acid in sorghum plants were positive correlated with leaf weight ratio and leaf area ratio ($P{\leqq}0.1%$), while plant height shows a negative correlation with HCN contents ($P{\leqq}0.1%$). 3. Cyanogenic glycosides were accumulated in young plants mainly in leaves. During the late maturities, the contents of HCN in leaves and stalks were shown, however, a similar distribution. 4. Synthesis rates of cyanogenic glycosides were increased under high temperature. Accumulated hydrocyanic acid in the plants was, however declined when temperature exceeded 30 degree C. 5. Synthesis rates of cyanogenic glycosides were affected by nitrogen reductase activity (NRA). The concentration of hydrocyanic acid in sorghum plants was associated with increasing of nitrate-N accumulation.

본(本) 시험(試驗)은 sorghum식물(植物)에 있어서 Cyanogenic glycosides의 합성(合成) 및 축적형태(蓄積形態)를 구명(究明)하기 위하여 sorghum hybrid의 Pioneer과 sorghum X sudangrass hybrid의 Sioux를 공시품종(供試品種)으로 하여 포장(圃場) 및 Phytotron시험(試驗)으로 실시(實施)하였다. Phytotron의 주(晝)/야간(夜間) 온도(溫度)는 30/25, 25/20, 28/18 및 $18/8^{\circ}C$로 하였으며 온도처리(溫度處理)는 출현기(出現期), 4 엽기(葉期), 6 엽기(葉期) 및 8 엽기(葉期)를 대상(對象)으로 실시(實施)하였다. 1979-'80년간(年間) 얻어진 시험결과(試驗結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. HCN의 합성(合成) 및 축적(蓄積)은 출현(出現)과 동시(同時)에 이루어져 출현후(出現后) 5 - 7 일(日) 이 경과된 2 엽기식물(葉期植物)에서 각각(各各) Pioneer 931 2384ppm 및 Sioux 1798ppm으로 최고농도수준(最高濃度水準)에 달한다. 그러나 이들 함량(含量)은 생육(生育)이 진행(進行)됨에 따라 급격(急激)히 감소(減少)되어 출수기(出穗期)에는 각각(各各) 173ppm 및 70ppm으로 하락(下落)된다. 2. 생육기간중(生育期間中) HCN의 농도변화(濃度變化)는 LWR 및 LAR와는 정(正)(+)의 상관(相關)이 초장생육(草長生育)과는 부(負)(-)의 상관(相關)($P{\leqq}0.1%$)이 있다. 3 . 식물체중(植物體中) HCN 분포(分布)는 유수(幼穗)가 형성(形成)되기 이전(以前)의 유식물(幼植物)에서는 엽부위(葉部位)에 다량(多量) 분포(分布)되어 있으나 유수형성기(幼穗形成期) 이후(以后)에는 엽(葉)과 경부위간(莖部位間) HCN농도(濃度) 차이(差異)가 크지 않다. 4. Cyanogenic glycosides의 합성(合成)은 온도(溫度)가 상승(上昇)됨에 따라 비례적(比例的)으로 증가(增加)하나 식물체내(植物體內)의 HCN 축적(蓄積)은 고온(高溫)($30/25^{\circ}C$)에서 보다 저온(低溫)($18/8^{\circ}C$)에서 보다 크게 일어난다. 5. Cyanogenic glycosides의 합성(合成) 및 축적(蓄積)은 질소질비료(窒素質肥料) 및 NRA의 영향(影響)을 크게 받으므로 sorghum 식물체내(植物體內)에서의 HCN농도(濃度)는 $NO_3$축적(蓄積)과 높은 정(正)(+)의 상관(相關)이 있다.