Growth and Microsomal ATPase Activity of Lettuce(Lactuca sativa. L.) Cultured in the $KNO_3-Added$ Nutrient Solution

($KNO_3$를 첨가한 양액에서 상추의 생육 및 마이크로솜 ATPase 활성 변화

Lettuces were grown hydroponically in three different nutrient solutions, normal and 30 or 50 mM $KNO_3-added$ nutrient solutions, and the electrical conductivities of the nutrient solutions were 1.0, 4.5, and 6.5 dS/m, respectively. Lettuces grown in the $KNO_3-added$ nutrient solutions showed a decrease in the germination ratio and the lower indices of growth, such as plant height, stem diameter, leaf length, and leaf width. Microsomes were prepared from the roots of lettuce and characteristics of microsomal ATPases were investigated. The activities of microsomal ATPases grown in the 30 mM and 50 mM $KNO_3-added$ nutrient solutions were higher than that grown in the normal nutrient solution. The highest activities of microsomal ATPases were observed at pH 7.0 in all culture conditions. The activities of microsomal ATPases were increased in a reaction buffer solution containing high concentration of $K^+$, whereas they were decreased in a reaction buffer containing $Na^+$. The stimulating effect of $K^+$ in the reaction buffer was greater on the microsomal ATPases of lettuces grown in the $KNO_3-added$ nutrient solutions than that grown in the normal nutrient solution. These results imply that the activities of microsomal ATPases in the root tissue are increased as increasing the $KNO_3$ concentration in the hydroponical nutrient solution.

본 시험에서 사용된 상추는 대조구인 양액과 양액에 30 mM $KNO_3$, 혹은 양액에 50 mM $KNO_3$를 첨가한 염류농도가 다른 3가지의 양액에서 재배하였으며 이들 양액의 EC는 각각 1.0, 4.5, 6.5 ds/m이었다. 상추의 생육은 처리간에 차이를 보였으며 $KNO_3$를 첨가하여 염류농도를 높여준 용액에서 재배한 상추는 잎끝이 마르는 생리적 장해를 보이면서 발아율의 감소는 물론 초장, 경태, 엽장 및 엽폭 등 성장이 대조구와 비교하여 현저히 부진하였다. 이들 양액에서 자란 상추의 뿌리로부터 마이크로솜을 분리하여 ATPase의 특성을 조사하였다. 마이크로솜 ATPase의 활성은 대조구에 비하여 양액에 30 mM $KNO_3$와 50 mM $KNO_3$를 첨가한 용액에서 자란 상추에서 더 높았다. 상추뿌리로부터 분리한 마이크로솜 ATPase의 총활성은 재배양액 조건에 관계없이 pH 7.0에서 최대로 나타났다. ATPase의 활성은 반응용액의 $K^+$ 농도를 증가시키면 증가하였고 반응용액에 $Na^+$ 농도를 증가시키면 감소하였다. $K^+$에 의한 활성증가 효과는 양액에서 재배한 대조구보다 $KNO_3$를 첨가하여 EC를 높여준 양액에서 재배한 상추뿌리의 마이크로솜 ATPase에서 더 크게 나타났다. 이러한 결과는 생육환경내 $KNO_3$ 농도의 증가에 따라 뿌리의 생리활성을 조절하는 ATPase의 활성이 증가함을 보여준다.