Physiochemical Mechanism of Allelopathic Inhibition by Water Soluble Extracts from Sicklepod(Cassia tora L.) Seeds

결명자(決明子)의 수용성(水溶性) 추출물(抽出物)의 타감성(他感性) 저해(沮害) 작용(作用)에 대한 생리화학적(生理化學的) 기작(機作)

Allelopathic inhibition by substance(s) originated from sicklepod(Cassia tora L.) seed on germination of other plant seeds, was confirmed and used to elucidate general mechanism of allelopathy which was occurred widly in natural and/or agricultural ecosystems. The mechanism was deduced from changes in water contents, ${\alpha}$-amylase activities, protease activities, concentrations of abscisic acid and total phenolic compounds during germination of rice and radish seeds treated with water-soluble extracts of sicklepod seeds. The results obtained were summarized as follows. 1. The % germinations of radish, rice, lettuce, barley seeds were decreased by substances originated from crushed sicklepod seeds. 2. By the treatment of water-soluble extracts of sicklepod seeds, the inhibition of germination of radish seeds was occured with the sequential phenomena of increase of protease activity(synthesis), decrease of water content and increase of total phenolic compounds content. 3. In rice, the inhibition of seed germination by the water-slouble extracts of sicklepod seeds was related to increase of abscisic acid concentration and then decrease of ${\alpha}$-amylase activity(synthesis).

결명자(決明子) 종실(種實)에 기인(起因)하는 물질(物質)이 타(他) 식물(植物) 종자(種子)의 발아(發芽) 및 생육(生育)을 억제(抑制)하는 타감(他感) 현상(現象)을 보인다는 것이 확인(確認)되었으며, 이 현상(現象)을 이용(利用)하여 자연(自然) 생태계(生態系) 또는 농업(農業) 생태계(生態系)에서 널리 일어나는 타감(他感) 현상(現象)의 일반적(一般的)인 작용(作用) 기작(機作)을 이해(理解)하고자 결명자(決明子) 종실(種實)의 수용성(水溶性) 추출물(抽出物)을 처리(處理)하여 발아(發芽) 시간별(時間別)로 수분(水分) 함량(含量), ${\alpha}$-amylase의 활성(活性), protease의 활성, abscisin산(酸)의 함량(含量), 전(全) phenol 화합물(化合物)의 함량(含量) 등(等)을 측정(測定)하여 이를 무처리구(無處理區)와 비교(比較), 분석(分析)한 결과(結果)를 다음과 같이 요약(要約)한다. 1. 무우, 벼, 상치, 보리 종자(種子)의 발아(發芽) 실험(實驗)으로 결명자(決明子) 종실(種實)에 기인(起因)하는 물질(物質)이 발아율(發芽率)을 저하(低下)시키는 타감(他感) 현상(現象)을 보이며, 상치와 무우에서 특(特)히 뚜렷하였다. 2. 결명자(決明子) 종실(種實)의 수용성(水溶性) 추출물(抽出物)의 처리(處理)에 의한 무우의 발아저해(發芽沮害)는 단백질(蛋白質) 합성기(合成期)에 protease 활성(活性)(합성(合成))의 증가(增加) 이후에 수분함량(水分含量)의 감소(減少)와 더불어 전(全) phenol 화합물(化合物)의 축적(蓄積)(분해저해(分解沮害))의 순서(順序)로 진행(進行)되었다. 3. 반면, 벼에서는 결명자(決明子) 종실(種實)의 수용성(水溶性) 추출물(抽出物)의 처리(處理)에 의해서 abscisin산(酸)의 축적(蓄積)에 따른 ${\alpha}$-amylase의 활성(活性)(합성(合成))감소(減少)에 의해 발아(發芽)가 저해(沮害)되어 Einhelling의 가설(假說)과 부분적(部分的)으로 일치(一致)하였다.