Remobilization of Nitrogen Reserves and Analysis of Xylem Exudate during Regrowth of Alfalfa (Medicago sativa)

알팔파의 예취 후 재생시 저장질소의 재이동과 목부 삼출액의 분석

  • 김태환 (경상대학교 농과대학 축산진흥연구소)
  • Published : 1993.12.01

Abstract

Experiments with non-nodulated alfalfa (Medicago sativa L. cv, Europe) plants grown in hydroponic cuiture, were carried out to estimate the remobiJization of nitrogen (N) reserves and to investigate the transported forms of reduced soluble-N in xylem during regrowth following shoot removal. Endogenous N remobilization were estimated by $^{15}N$ labelling and amino acids in xylem sap were analysed. The, $^{15}N$ contents of ~egr9wing leaves and stems increased as a result of remobilization of N reserves mainly from root ,system, Regrowing leaves were a stronger sink than regrowing stems, with about tWo-thirds of remobilized 15N being recoved in leaves. Endogenous N in lateral roots accounted for about 46% of the total N reserves used for regrowth, while tap roots accounted for 23%, About 72% of total endogenous N remobilized to regrowing shoot, occurred during the first 10 days of regrowth, The outflow of reduced soluble-N (mainly amino acids) was greater than that of protein-N, while the latter was the largest storage pool in tap root and lateral roots. It is suggested that amino acids-N was the most readily avaiable form of N reserves. Asparagine, which repre5ented about 75% of amino acids-N in xylem sap, was the main transported form of reduced N. Its relative contents, during the first 10 days of regrowth, decreased from 75% to 59%. This decline was accompanied by compensatory increase in the relative contents of asparatate and glutamine.

예취 후 재생시 저장질소의 재이동과 재생기관으로서의 전이를 양적 평가하고 xylem을 통한 환원유기질소의 이동형태를 규명하기 위해 알팔파(Medicago sativa L. cv. Europe)를 수경재배하였다. 근류균을 형성하지 않은 알팔파에 예취 전 $^{15}N$ labeling을 실시하여 재생기간 중 각 기관내 분포된 $^{15}N$ dmlexcess를 분석하고 xylem sap을 채취하여 아미노산의 조성 및 함량을 분석하였다. 예취 후 잔여기관내의 $^{15}N$ 함량은 재생이 진행됨에 따라 유의적으로 감소하였고, 감소된 $^{15}N$은 질소의 전이에 의해 새로 재생되는 잎과 줄기에서 발견되었다. 저장기관으로부터 전이된 $^{15}N$의 약 2/3가 잎으로, 나머지가 줄기로 분포되어 잎이 줄기보다 저장질소에 대한 수용력(sink strength)이 높았다. 예취 후 재생초기 10일 동안 잎과 줄기의 재생에 이용된 무기질 질소의 함량은 낮은 반면, 이 기간동안 총 저장질소의 약 72%가 잎과 줄기로 전이되었다. 재생이 진행됨에 따라 무기질 질소의 이용율은 점차 증가하였다. 재생초기 10일 동안 뿌리조직(주근과 지근)의 아미노산태 및 단백질태 질소함량은 유의적으로 감소하였다. 주근과 지근에서 공히 단백질태 질소함량이 아미노산태 질소함량 보다 높았으나, 재생 10일 동안 전이된 비율은 아미노산태가 월등히 높았다. 이는 저장질소는 아미노산태로 우선적으로 이동하여 재생에 이용된다는 것을 보여준다. Asparagine이 xylem sap내 총 아미노산의 75%로서 환원태 유기질소의 주요 이동형태였다. 재생 10일 동안 asparagine의 상대적 함량은 59%까지 감소하였는데, 이러한 감소는 asparatate의 glutamine의 상대적 함량의 보충적 증가를 동반하였다.

Keywords