Abstract
Wheat (Triticum aestivum L.) seeds were used to study a possible relationship between strontium and polyamines (PAs) in the coleoptile, root, and endosperm during germination. When $Sr^{2+}$ (0.001 mM + 10 mM) was applied to the incubation medium with $10\;{\mu}M$ $GA_3$, great increases in putrescine (Put) were observed in root and spermidine (Spd) in the coleoptile, depending on the concentration. In germinating seeds, putrescine accumulation was induced even at a low concentration (0.01 mM Sr), whereas spermidine accumulation was stimulated considerably at a high concentration (10 mM Sr). The putrescine levels, on a gram fresh weight (g-fr-wt) basis, in the roots which were growth-inhibited by 1 and 10 mM $Sr^{2+}$ were 22.4 and 15.3 fold higher respectively than at the same concentrations of $Ca^{2+}$. The accumulation of total polyamine (TA), in particular Put and Spd, induced by Sr seemed to be an important physiological response not only on a g fr wt basis but also on an RNA basis. In contrast, the levels of agmatine (Agm) and cadaverine (Cad) were notably enhanced by 10 mM $Ca^{2+}$ in the coleoptile and root. Cadaverine was detected only in $Ca^{2+}-treated$ seedlings. However, $Ca^{2+}-treatment$ in the range of 0.001 mM to 1.0 mM resulted in reduction of TA content. The distinction of accumulated polyamines and the change in diamine (DA) / TA and tri- and tertiary (tPA) / TA ratios were likely to be a physiological difference between $Sr^{2+}$ and $Ca^{2+}$ during germination in wheat.
소맥 종자의 발아 과정중 strontium의 생리적 작용을 규명하기 위해 초엽, 종근 및 배유에서의 free amine의 함량변화가 측정되었다. $GA_3$를 포함한 배양액에 strontium 농도의 증가는 종근에서의 putrescine과 초엽에서의 spermidine의 축적을 현저히 유발하였다. $10\;{\mu}M$ 정도의 저농도에서도 strontium에 의한 putrescine 증가는 뚜렷한 반면, spermidine 증가는 10 mM의 고농도 처리에서 현저했다. 종근 생장을 억제하는 1mM 내지 10mM의 strontium 농도에서, g 생체중당 putrescine 수준은 동일농도 calcium 처리에서 보다 각각 22.4배와 15.3배 높았다. 특히 putrescine과 spermidine 증가에 의한 총 free amine 수준의 중가는 생체중 대비 뿐만이 아닌 RNA 함량 대비에서도 중요한 생리적 반응으로 보여졌다. Strontium과 대조적으로 고농도 calcium (10 mM) 처리는 초엽과 종근에서의 agmatine과 cadaverine 함량의 증가를 유발했다. Cadaverine은 calcium을 처리했을 경우에만 검출되었다. 그러나 $1\;{\mu}M$ 에서 1 mM 수준의 calcium 처리는 총 free amine 함량의 감소를 가져왔다. Strontium과 calcium 존재하에서의 발아과정중 축적되는 amine 종류의 차이와 총 free amine 중 diaminine 비율과 총 free amine 중 Polyamine 비율의 변화는 strontium과 calcium 간의 생리적 대사반응의 차이중 하나로 판단되었다.