Abstract
The roles of RNA- and protein-synthesis and $H^{+}$ excretion in 1AA ($10\;\mu\textrm{M}$)-induced elongation were investigated using abraded hypocotyl segments of sunflower (Helianthus annuus L.). The response of elongation initiated about 13 min after IAA treatment. Removal of cuticle, acting as diffusion barrier for inhibitors, by mechanical abrasion of hypocotyl segments enhanced the effect of inhibitors markedly, but the degree of abrasion for the saturated effect of inhibition was different among inhibitors. The elongation induced by 1M was completely inhibited when cycloheximide ($10\;\mu\textrm{M}$) was applied to abraded hypocotyl segments as shortly as 4 min before the onset of the growth response (= 10 min after administration of IAA). Cordycepin ($200\;\mu\textrm{M}$) prevented completely 1AA-induced elongation when applied as shortly as 19 min before the onset of the growth response (=5 min before administration of 1AA). Vanadate (1 mM) inhibited both lAA-induced elongation and medium acidification via lAA-induced $H^{+}$ excretion to apoplast. Cycloheximide and cordycepin also prevented lAA-induced $H^{+}$ excretion strongly. However, inhibition by cycloheximide of lAA-induced elongation was not alleviated by acidifying the cell wall to pH 4.5. The results indicate that, a few minutes before the initiation of growih, protein synthesis is demanded for the initiation of 1AA-induced elongation and the $H^{+}$ excretion to cell wall, and that the H+ excretion, even though it may be necessary for elongation, does not seem to bring about acid growth simply through acidifying cell wall.l wall.
큐티클리층이 제거된 해바라기(Helianthus annuus L.) 하배축 절편의 오옥신(IAA, $10\;\mu\textrm{M}$) 유도 신장 반응에 있어서 RNA, 단백질 합성 및 세포벽으로의 $H^{+}$ 방출과의 관계에 대해 조사하였다. 하배축의 표피조직 바깥에 있는 큐티클층은 실험에 사용하는 여러 가지 대사억제제에 대해 어느 정도 불투과성 장벽으로 작용하여 억제제의 효과를 저하시키지만, 곱게 간 석영사로 하배축 절편을 문질러서 큐티클리층을 제거하였을 때 억제제들의 효과는 현저하게 증가하였다. 단백질 합성 억제제인 cycloheximide (CHI, $10\;\mu\textrm{M}$)는 5분 정도의 지연시간 뒤에 IAA유도 신장반응을 억제하기 시작하였으며, 신장 반응 4-5분 전(IAA처리 10분 뒤)에 처리하였을 때 IAA에 의한 신장반응을 완벽하게 억제하였다. 그러나 신장률이 정상상태를 유지하고 있는 IAA처리 60분 뒤에 CHI를 처리하였을 때는 신장률이 0에 이르기까지 60분 이상이 걸렸다. RNA합성 억제제인 cordycepin(COR, $200\;\mu\textrm{M}$)은 IAA보다 5분 먼저 처리하였을 때 신장반응을 완전히 억제하였으며, 정상상태의 신장을 완전히 억제하는 데는 70분 이상이 걸렸다. 원형질막 $H^{+}-ATPase$의 활성을 저해하는 vanadate(1 mM)는 IAA유도 신장과 세포벽으로의 $H^{+}$ 방출을 통한 배양액의 산성화를 모두 억제하였다. 또한 CHI는 완벽하게 COR 역시 현저하게 IAA에 의한 $H^{+}$ 방출을 억제하였다. 그러나 산성용액속에서, CHI에 의한 IAA 유도 신장의 억제가 다시 회복되지 않는 것으로 보아 CHI가 단순히 세포벽의 산성화를 억제하여 신장을 저지하는 것 같지는 않다. 이상의 결과에서 해바라기 하배축의 IAA유도 신장 반응의 시작과 세포벽으로의 $H^{+}$ 방출에는 단백질(생장제한 단백질)의 합성이 필요하며 이 단백질은 신장이 시작하기 전에는 존재하지 않고 IAA에 의한 신장 반응 및 분전에 새로 합성됨을 추측할 수 있다. 그리고 COR이 IAA 유도 신장을 억제한다는 것은 IAA에 의한 생장제한 단백질의 합성이 RNA합성 수준에서 이루어진다는 것을 의미한다. 또한 신장 반응에는 세포벽으로의 $H^{+}$ 방출이 필요하나 이는 단순히 세포벽의 산성화를 통한 산성생장의 원인이 되는 것 같지는 않다.