• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제37권1호
• /
• pp.12-24
• /
• 2010

식물 대사체 (plant metabolomics) 연구는 식물 세포 및 조직에 존재하는 모든 대사산물의 시간적, 공간적 변화를 추적 조사함으로써 식물의 복잡한 생리 현상을 총체적으로 이해하는 연구이다. 이와 같은 식물 대사체 연구는 최근 개발이 이루어지고 있는 여러 오믹스 연구 분야의 하나로 시스템생물학의 한 분야이다. 식물 대사체 연구는 시료로부터 순수 화합물 또는 복합물을 정제하거나 또는 정제가 이루어지지 않은 혼합액으로부터 대사체 스펙트럼 정보를 확보하여 분석이 이루어지므로 추출액 제조 및 얻어진 대사체 데이터의 분석과정의 표준화가 필수적으로 이루어져야 한다. 이는 대사체 분석 결과의 해상도 및 재현성의 확보의 핵심 요소 이다. 식물 대사체 연구는 기능유전체학의 연구 수단은 물론 식물의 종, 품종, 더 나아가 GM 식물의 식별, 대사조절 기작 규명, 유용물질 생산, 식물의 외부 환경 스트레스 요인에 대한 다양한 생리적 반응 이해 등 다양한 연구 분야에서 활용이 이루어지고 있다. 최근 식물 대사체 연구는 모델식물(벼, 애기장대)의 유전체 정보와 연계하여 돌연변이주의 분석을 통해 유전자의 기능 정의 수단으로 활용되고 있다. 따라서 향후 유전체 정보와 대사체 정보의 연계를 통해 복잡한 대사경로 규명이나 다양한 생리 현상 해석 연구가 더욱 활발하게 진행될 것으로 전망된다.

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제33권3호
• /
• pp.161-169
• /
• 2006

식물대사체학은 식물세포, 조직, 기관, 혹은 개체수준에서 주어진 시간과 조건에서 발견되는 모든 대사물질을 밝히고, 시간의 경과 혹은 조건의 변화에 따른 metabolic profiling의 변화를 연구하는 식물학 분야이다. 식물대사체학은 생물에 대한 전체론적 접근을 위한 가장 최근에 발달된 omics분야의 하나로서 일종의 시스템 생물학이다. 전체론적 접근과 이해를 위해서 대사체학은 metabolic profiling의 계량화학 혹은 다변량분석 방법을 자주 사용한다. 식물학분야에서 대사체학은 애기장대나 벼와 같은 모델식물에 tag를 도입하여 형질전환시킨 돌연변이체에 대해 DNA microarray와 함께 사용하여 유전자의 기능을 밝히는데 유용하게 사용된다. 본 총설에서는 식물대사체학의 기본 개념과 1H NMR 혹은 FTIR으로 얻은 metabolic profiling의 다변량분석에 대한 실용적인 사용법을 소개하고자 하였다.

• Journal of Plant Biology
• /
• 제37권2호
• /
• pp.223-229
• /
• 1994

장미(Rosa sp. cv. Paul's Scarlet)와 밀(Triticum aestivum L.)의 조직 배양체에서 polychlorinated biphenyl(PCB)의 대사를 조사하였다. 조사된 PCB는 2개에서 6개까지의 치환 염소를 보유한 19종류였다. PCB를 투여하여 96시간 동안 배양시킨 결과 장미에서는 9종, 밀에서는 5종류가 30% 이상의 대사율을 나타내었다. 대사율이 높은 PCB들은 모두 2번 위치에 치환 염소를 갖는다는 공통점이 있으며, 대사율이 낮은 PCB일수록 평면적 구조를 갖는 것으로 나타났다. 한편 밀의 배양세포는 para- 위치에 치환 염소를 갖는 PCB에 대한 대사 활성이 전혀 없었다. 두 종의 배양 세포 모두에서 phenobarbital을 처리한 경우 non-p-chlorinated biphenyl의 대사율만이 증가하였으며, parachlorinated biphenyl의 대사 활성은 phenobarbital 처리에 영향을 받지 않았다. 또한 phenobarbital의 처리에 의하여 cinnamate-4-hydroxylase의 활성이 140% 이상 증가하였다. 이상의 결과는 식물체에서의 PCB 대사가 그 구조에 의해 결정될 수 있으며, 특히 para- 위치의 치환 염소를 보유한 종류와 그렇지 않은 종류는 별개의 cytochrome p450의 동위 효소에 의하여 대사될 수 있음을 보여주고 있다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
• /
• 한국자원식물학회 2018년도 춘계학술발표회
• /
• pp.98-98
• /
• 2018

Glycyrrhizin은 감초의 주성분으로 많은 생리활성을 나타내는 성분이다. 감초를 복용하게 되면, 글리시리진은 장내에 서식하고 있는 장내세균에 의해 glycyrrhetic acid로 대사된다. 하지만, 지금까지 대사반응에 관여하고 있는 균주가 분리 후 자원화되지 않았다. 본 연구를 통해 사람의 대변으로부터 glycyrrhizin을 대사하는 균주로 분리된 strain GLY의 16S rRNA 유전자를 분석한 결과, Enterococcus faecium과 99%의 상동성을 보여, Enterococcus faecium GLY (Genebank No. MH048988)로 명명하였다. 대사활성의 특성을 검토하기 위하여 time course, 기질의 농도에 따른 대사활성의 변화, 근연 균주와 대사활성 비교를 실시하였다. Time course 실험에서 GLY균주가 증식함에 따라 기질인 glycyrrhizin은 줄어들고, 대사산물인 glycyrrhetic acid는 새로 생성되었다. 또한, 기질의 농도에 따른 대사활성의 차이 검토를 위해 여러 농도를 처리하여 배양하였을 때, 1.0mM을 처리한 샘플에서 최대값의 대사물 농도를 보였다. Enterococcus faecium와의 근연균주를 이용하여 glycyrrhizin 대사활성을 측정한 결과, strain GLY 균주가 가장 큰 대사능을 가지고 있었다. 본 연구는 앞으로 glycyrrhizin 생체이용 및 대사 연구를 위한 기초연구가 될 것이며, 장내세균에 의한 생약성분의 대사를 이해하는데 도움이 될 수 있다.

• 한국잡초학회지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.107-111
• /
• 1994

Oxyfluorfen과 chlomethoxynil의 근부처리(根部處理)에 있어서 각 식물(植物) 종간(種間)의 선택성(選擇性) 기구(機構)를 밝히기 위해 각 식물(植物)에서 약제(藥劑)의 살초작용(殺草作用)과 흡수(吸收), 이행(移行) 및 대사(代謝)등의 관계(關係)를 조사(調査)하였다. 공시식물(公試植物)은 화본과(禾本科) 식물(植物)로서 벼, 피, 수수와 옥수수를, 광엽식물(廣葉植物)로서 토마토, 양배추, 무, 오이와 메밀을 이용(利用)하였다. Oxyfluorfen은 각 식물(植物)에 대하여 chlomethoxynil보다 강한 살초(殺草) 활성(活性)을 나타내었다. Oxyfluorfen은 chlomethoxynil에 비하여 대사속도(代謝速度)가 다소 늦었지만 흡수량(吸收量)이 보다 적었기 때문에, 근부내(根部內)의 작용점(作用點)에서 Oxyfluorfen의 작용활성(作用活性)은 chlomethoxynil보다 큰 것으로 추찰(推察)되었다. Oxyfluorfen에 대하여 화본과(禾本科) 식물(植物)은 광엽식물(廣葉植物) 보다 흡수량(吸收量)이 적었다. 화본과(禾本科)인 피는 벼에 비하여 oxyfluorfen 흡수량(吸收量)의 차이(差異)는 거의 없었지만, 벼보다 큰 감수성(感受性)을 나타내었으며, 또한 광엽식물(廣葉植物)인 토마토와 오이는 메밀이나 무보다 흡수량(吸收量)이 적었음에도 불구하고 큰 감수성(感受性)을 나타내었다. 각 식물(植物)이 흡수(吸收)한 $^{14}C$-oxyfluorfen은 대부분이 대사(代謝)되지 않고 미변화(未變化)의 형태(形態)로 존재(存在)하였으며 저항성(振抗性) 식물(植物)과 감수성(感受性) 식물(植物)과의 대사율(代謝率)의 차이(差異)는 보이지 않았다. 또 water fraction을 조사(調査)한 결과, 각 식물(植物)에서 oxyfluorfen은 glucose를 포함(包含)한 식물성분(植物成分)과 소량(少量)의 포합체(抱合體)를 형성(形成)하는 것으로 나타났다. Chlomethoxynil 처리(處理)에 있어서도, 화본과(未本科) 식물(植物)은 oxyfluorfen 처리(處理)와 동양(同樣)으로 광엽식물(廣葉植物)에 비하여 약제(藥劑)의 흡수량(吸收量)이 적었다. 피는 화본과(未本科) 식물(植物)중에서 약제처리(藥劑處理) 24시간 후에 흡수율(吸收率)이 가장 낮았고, 또한, 토마토는 양배추나 메밀보다 吸收率(흡수율)이 낮았음에도 불구하고 피와 토마토만이 큰 감수성(感受性)을 보였다. 각 식물(植物)에 의해 흡수(吸收)된 $^{14}C$-chlomethoxynil의 방사능(放射能)중 60-80%는 n-hexane 중에 존재(存在)하였으며, 그 대부분은 chlomethoxynil로 부터의 것이었지만, n-hexane fraction의 TLC를 행한 결과, 벼에서 소량(少量)의 탈(脫) methyl체(體)가 대사산물(代謝産物)로서 검출(檢出)되었다. 또한, 각 식물(植物)에서 oxyfluorfen과 동양(同樣)으로 소량(少量)의 chlomethoxynil이 glucose나 다른 성분(成分)과 포합체(抱合體)를 형성(形成)하였다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.264-268
• /
• 1997

식물이 토양미생물 유래 유기화합물의 선택적인 흡수에 주목하여 근권주위의 토양시료로부터 방선균을 중심으로 분리하였다. 방선균 K9301주 배양액에 식물유묘를 24시간 처리후하였다. 처리후의 배양액중의 하나의 대사산물이 소식됨을 알수 있었다. 이 대사산물은 벼뿐만 아니라 밀에서도 선택적으로 흡수되었다. TLC상의 Rf0.6의 대사산물 spot를 분리하였으며 2-aminobenzamide로 동정되었다.

• 식물분류학회지
• /
• 제43권1호
• /
• pp.22-26
• /
• 2013

한국산 사초과 Carex sect. Siderostictae Franch. ex Ohwi(대사초절, 3종), Carex ciliatomarginata Nakai(털대사초), C. okamotoi Ohwi(지리대사초), and C. siderosticta Hance(대사초)의 염색체 수를 2n = 12으로 밝힌다. 본 연구에서 한반도 자생 C. ciliatomarginata의 염색체 수를 최초로 보고한다. 해외의 다른 사초속 식물에서 보고된 바와 같이, 관찰된 모든 염색체에서 응축된 동원체가 관찰되지 않았으므로 크기는 다른 종들에서 관찰된 것보다는 길었다($1{\mu}m$이상). 대사초절의 종들도 모두 전부염색체(全部染色體, holocentric chromosome)를 가지며, 본 절이 tribe Cariceae Pax(사초족)에서 가장 먼저 분화된 분류군임을 감안할 때, 염색체 수가 적고(보고된 사초속 염색체 수의 변이 2n = 12 - 132) 크기가 큰 염색체가 Cariceae에서 원시적인 형질로 여겨진다. 사초속의 종 다양성에 크게 기여한 것으로 알려진 염색체 종 분화에 대한 이해를 위하여 한반도에 자생하는 사초속을 대상으로 하는 지속적인 세포학적 연구가 요구된다.

• 한국자원식물학회지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.257-270
• /
• 2012

국내에 분포하는 대사초절에 속하는 3분류군의 외부형태형질을 분석하고 분자계통학적 연구를 수행하여 이들 간의 유연관계를 밝혔다. 대사초절 내의 기본종인 대사초의 외부형태학 특징을 재검토하여 기존 문헌과의 차이를 파악하였으며, 식물상 문헌 및 표본을 통해 국내 분포도를 작성하였다. 문헌에 언급된 형질들 중에서 잎의 형태는 생육지 조건에 따라 변이가 심하였지만, 지하경 생장 양상, 잎과 과낭의 털의 존재 등은 종수준에서 구분하는데 좋은 형질이었다. 분자계통학적 연구에서 털대사초는 독립된 종으로 처리되는 것을 지지하였다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
• /
• pp.634-637
• /
• 2000

본 연구에서는, 최근 관심의 대상이 되어 다방면에서 그 사용의 예가 늘고 있는 CD와 alfalfa 식물세포 현탁액으로부터 발현되는 휘발성 향기성분을 비롯한 대사물질의 포접형성에 대해 관찰하고, 식물 세포배양계에서의 CD의 역할에 대해 확인해보고자 하였다. 실험결과 CD는 alfalfa로부터 발현되는 향기성분과 inclusion complex을 이룬다는 것을 확인하였고, 또한 CD가 alfalfa 식물 세포로부터 대사물질을 더 많이 이끌어 내는 elicitor로서 작용할 수도 있음을 알 수 있었다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
• /
• 한국자원식물학회 2002년도 제9차 국제심포지움 및 추계정기학술발표회
• /
• pp.73-73
• /
• 2002