Effects of Light on Activities of Antioxidative Enzymes in Hairy Root Cultures of phytolacca esculenta Houtte

자리공(Phytolacca esculenta van Houtte) 모상근배양에서 항산화효소의 활성에 미치는 광의 영향

The effects of light on the activities of several antioxidative enzymes, catalase (CAT), superoxide dismutase(SOD), ascorbate oxidase(AO), and peroxidase(POD) were examined in the hairy root cultures of Phytolacca esculenta van Houtte induced by Agrobacterium tumefaciens $A_4$T. Activities of CAT, SOD, and AO were significantly decreased with incresing light intensity (500-2,000 lx). The activity of AO under high light condition (2,000 lx)was decreased by 92% compared to the dark condition. The activities of glutathoine peroxidase (GPO), ascorbate peroxidase (APO) and general POD were increased under lower light intensify below 500 lx. The activity of GPO under 2,000 lx was decreased by 85% compared to the dark condition. The activities of antioxidative enzymes were more decreased in blue light (400-500nm). The activities of antioxidative enzymes in blue light intensity were increased in lower light intensity below 30 lx, but decreased 21-70% under 200 lx. The activity of AO was decreased by 70% under 200 lx with increasing blue light intensity. Our results suggest that the activities of antioxidative enzymes in hairy roots might be inhibited by endogenous oxidants generated under the high blue light conditions.

자리공 모상근에서 광처리에 따른 항산화효소의 활성을 조사하였다. Catalasa superoxide dismutasae, ascorbate oxidase (AO)의 활성은 광도가 2,000 lx까지 증가할수록 감소하였으며, 특히 AO활성은 2,000 lx에서 암상태보다 92% 감소하였다. Glutathione reductase, glutathione peroxidase (GPO), ascorbate peroxidase 그리고 peroxidase의 활성도는 500 lx까지는 광도가 높아질수록 증가하였으나 그 이상의 높은 광도에서는 현저하게 감소하였다. GPO의 활성은 AO처럼 2,000 lx에서 암상태보다 85%감소하였다. 광파장에 따른 항산화효소의 활성은 청색광의 파장에서 가장 많이 억제되었으며, AO의 활성은 25%까지 감소하였다. 청색광 파장의 광도에 따른 항산화효소의 활성도는 30 lx까지는 증가하다가 200 lx에서는 암상태보다 21-71%까지 감소하는 경향을 나타내었다. AO의 활성은 청색 파장의 광도(300-200 lx)가 증가할수록 급격히 감소하여 200 lx에서는 70%까지 억제되었다. 자리공 모상근의 항산화효소 활성은 청색광 파장의 높은 광도에서 주로 생성된 유해산소 의하여 억제되고 있음을 확인하였다. 광상태하에서 모상근의 생장과 betalain 합성을 향상시키기 위해서는 모상근에서 생성되는 산화제의 효율적인 제거가 요구됨이 시사되었다.