Effects of Foliar-sprayed Diniconazole on Contents of Endogenous Gibberellic Acids and Abscisic Acid in Lilium davuricum

Diniconazole 엽면살포가 날개하늘나리의 내생 GA 및 ABA 함량에 미치는 영향

Plant growth retardants reduce the plant height by inhibiting stem elongation in Lilium davuricum. To investigate the plant hormones related to stem elongation, we sprayed 50 $mg{\cdot}L^{-1}$ diniconazole to young plants of L. davuricum and quantified the contents of endogenous gibberellic acids (GA) and abscisic acid (ABA). In GA biosynthesis, L. davuricum had not only the early C-13 hydroxylation ($GA_{19}{\rightarrow}GA_{20}{\rightarrow}GA_1$) pathway resulting in $GA_1$ as the active form but also the non C-13 hydroxylation (NCH, $GA_{12}{\rightarrow}GA_{24}{\rightarrow}GA_9{\rightarrow}GA_4$) with $GA_4$ as the active form. However, the main pathway was NCH because $GA_4$ concentration of 55 $ng{\cdot}g^{-1}$ dry wt was much higher than $GA_1$ content of 0.23 $ng{\cdot}g^{-1}$ dry wt in control plant. Diniconazole inhibited GA biosynthesis through NCH pathway from its early stage. $GA_{12}$ content decreased by diniconazole up to 6% level of that of control and this effect continued to $GA_4$. Diniconazole reduced $GA_{12}$ content by 12.7 $ng{\cdot}g^{-1}$ dry wt, whereas that of control plant was 213.8 $ng{\cdot}g^{-1}$ dry wt. ABA content decreased up to one third of control by diniconazole application. From the contents of endogenous $GA_4$, $GA_1$, and ABA in this study, we could conclude that diniconazole reduces the plant height by inhibiting $GA_4$ biosynthesis in L. davuricum.

식물생장억제물질의 처리는 날개하늘나리의 줄기 신장을 억제시키는데, 여기에 관여하는 식물호르몬을 찾기 위해 diniconazole의 엽면살포 후 내생 GA 및 ABA의 함량 변화를 조사하였다. 그 결과, 날개하늘나리(L. dauricum)는 $GA_1$을 활성형으로 하는 early C-13 hydroxylation($GA_{19}{\rightarrow}GA_{20}{\rightarrow}GA_1$) 경로와 $GA_4$를 활성형으로 하는 non C-13 hydroxylation(NCH, $GA_{12}{\rightarrow}GA_{24}{\rightarrow}GA_9{\rightarrow}GA_4$) 경로 모두를 가지고 있었으나, 주된 경로는 NCH 경로였다. NCH 경로의 GA 생합성은 diniconazole $50mg{\cdot}L^{-1}$ 살포에 의해 초기 단계에서부터 억제되었다. 즉 diniconazole 처리구의 $GA_{12}$ 함량은 대조구에 비해 1/17로 현저히 감소되었으며, 이러한 경향은 $GA_4$까지 계속되었다. 즉 건물 1g당 $GA_{12}$ 함량은 대조구가 213.8ng인 것에 비해, diniconazole 처리구는 12.7ng이었다. ABA의 함량도 GA에서와 같이 diniconazole 살포에 의해 1/3 수준으로 크게 감소되었다. 즉 건물 1g당 ABA 함량은 대조구 37.2ng인 것에 비해, diniconazole 처리구는 14.8ng이었다. 본 연구의 결과, 내생 $GA_4$, $GA_1$, 그리고 ABA의 함량을 고려할 때 diniconazole에 의한 날개하늘나리의 초장감소는 $GA_4$의 생합성 억제에 기인한 것으로 생각된다.