인삼에 염류내성을 증진시키기 위해서 Arobidopsis에서 분리한 SAL1 (3‘(2’),5‘-bis-phosphate nucleotidase) 유전자를 Agrobacterium Tumefaciens을 이용하여 인삼자엽으로부터 형질 전환체를 유도하였다. Agrobacterium 과 공동배양 후 식물호르몬 무첨가 선발배지 (kanamycin 100 mg/l)에 치상한 결과 10%미만의 자엽에서 형질전환 인삼체세포배가 발생되었으나, Agrobacterium과 공동배양 후 1.0 mg/l 2.4-D와 0.5 mg/l kinetin의 식물호르몬을 첨가한 배지에 옮겨준 경우에는 74%의 형질전환율을 보였다. 발생한 체세포배는 초기에 250 mg/l 의 cefotaxime이 첨가된 MS배지에서 3주간 배양한 후 100 mg/l kanamycin과 250 mg/l cefotaxime이 첨가된 MS배지에 계대배양하여 선발하였다. 자엽단계로 발달한 체세포배들은 발아시키기 위해서 50 mg/l kanamycin과 10 mg/l 지베렐린이 첨가된 MS 배지로 옮겨 선발하였다. Kanamycin 첨가배지에서 선발된 체세포배들은 특이 프라이머로 PCR 증폭을 통하여 최종적으로 형질전환체를 확인하였으며, 줄기와 뿌리가 잘 발달된 형질전환체들은 성공적으로 토양에 순화시켰다.
강낭콩 두 품종(정상종인 Kentucky Wonder와 왜성종인 Masterpiece)의 미성숙종자로부터 부분 정제한 GA 수산화효소를 사용하여 $[^{14}C]GA_{12}$으로부터$\;GA_{15}$의 효소활성의 변화를 조사하였다. 메탄올 침전과 소수성크로마토그래피에 의해 부분 정제된 GA 수산화효소 활성분획은 효율적으로 $GA_{20}$을 $GA_{1}$ 과 $GA_{5}$을 경유하여 $GA_{6}$으로, $GA_{12}$을 $GA_{15},GA_{24}, GA_{9}$을 거쳐 $GA_{4}$로 변환시켰다. 두 품종의 종자성분에 따른 $GA_{12}$로부터 $GA_{15}$의 C-20 수산화효소 활성의 변화와 강약에는 차이가 없었다. 단위 단백질 C-20 수산화효소 활성은 종자가 성숙함에 따라 현저히 감소하였다. 한편 단위 종자당 효소활성은 개화 후 21일 전후에서 최대치를 나타내었는데 이는 $GA_{20}$의 $3{\beta}$-수산화효소활성의 변화와 유사하였다.
옥수수(Zea mays)는 단성화 식물로서 암꽃과 수꽃이 한 식물체내에 분리되어서 존재하며 수정시 이질성을 높이는 방향으로 진화되었다. 암꽃과 수꽃 각각은 단성화 상태로 분화하기 전에 한 개의 암술과 세 개의 수술 원시세포가 동일하게 형성된다. 옥수수가수꽃으로 분화할 때는 암술 원시세포에서 세포사멸 현상이 일어나는데 이것은 TASSELSEED 유전자들에 의해 매개된다. 이와 대조적으로 암꽃의 암술에서는 TASSELSEED 유전자들에 의한 세포사멸이 억제되는데 여기에는 SILKLESS1 유전자가 관여한다. 한편, 암꽃의 수술에서는 세포주기 멈춤 현상이 오랜 시간 지속되다가 결국에는 수술이 죽게 된다. 이때 세포주기를 조절하는 유전자인 CYCLIN B 와 WEE1 유전자가 이 과정에 참여한다. 이와 더불어, 지베렐린 생합성의 시간적 공간적 조절이 수술의 세포주기 멈춤의 원인이 된다. 본 총설에서는 옥수수의 성 결정 과정 중에 일어나는 세포사멸, 세포 방어, 세포주기 멈춤에 대하여 분자세포 발생 생물학 및 유전학적인 견지에서 고찰하였다.
서양민들레는 국화과 식물로서 한국 전역에서 자생하고 있다. 최근에는 서양민들레의 효능으로 인해 최근 약용식물로 재배되고 있다. 그러나 서양민들레는 골프장 잔디밭이나 과수원에서는 잡초로 고려되고 있다. 본 실험은 다른 농도의 식물생장조절물질[gibberellins ($GA_3$); kinetin; salicylic acid (SA); ethephon)] 처리가 서양민들레 종자발아율에 미치는 영향을 조사하기 위해 수행하였다. 실험결과, $GA_3$ 및 kinetin 처리 모든 농도에서 무처리에 비하여 종자발아율이 약 24.2~41.9% 높았다. Ethephon 0.5 mM의 처리에서는 무처리에 비해 종자발아율이 7.5% 높았으나, 1.0 및 1.5 mM 처리에서는 약 11~22% 가량 낮은 경향이었다. 반면에 SA와 $GA_3$의 혼합처리 경우에는 했을 때 종자발아율은 SA 단독처리보다 더욱 낮았다.
제라니움 'Pinto Scarlet'와 'Pinto Rose' 품종의 생육발달에 미치는 식물생장조절제의 영향을 조사하였다. 분식 제라니움 'Pinto Rose'와 'Pinto Scarlet' 품종의 생육에 미치는 식물생장조절제의 영향은 두 품종 모두 $GA_3$ 처리에 의하여 초장이 증가하는 경향을 보였으나, GA와 daminozide 처리는 의한 측지수에는 영향을 미치지 않았다. 개화소요일수는 'Pinto Scarlet'에서 $GA_3$와 daminozide의 혼용처리에 의해 지연되었고, 'Pinto Rose'는 $GA_3$ 단용, 혹은 $GA_3$와 daminozide의 혼용처리로 지연되었다. 제라니움에서 식물생장억제제에 따른 초장억제 효과는 'Pinto Scarlet' 품종이 'Pinto Rose' 품종보다 민감하게 나타났으며, 'Pinto Scarlet' 품종은 화경수 및 측지수 억제에 uniconazole이 효과적이었으나 'Pinto Rose' 품종에서는 식물생장억제제의 처리효과가 인정되지 않았다. 한편, 화경장 및 식물체의 폭도 두품종 모두 uniconazole처리로 가장 많이 억제된 것으로 나타났으며, 개화소요일수는 식물생장억제제 처리에 의하여 두 품종 모두 증가되었다.
종자은행은 종자를 보존하는 가장 경제적이고 효율적인 보전방법이지만, 수종에 따라 저장특성의 차이가 커서 수종별 저장방법의 확립이 필요하다. 초저온저장 방법은 세포 분열, 대사 작용을 정지 상태로 유지하므로 현재까지 장기간 보존을 위한 비용이 효율적이며 안정적인 방법이다. 공시재료는 멸종위기 야생식물 등 22종을 대상으로 하였다. 액체질소에 7일간 종자를 침지한 후 $37^{\circ}C$ 항온수조에서 10분간 해동하였다. 휴면이 있는 수종은 파종 전 종자를 저온습윤 하였고, 저온습윤 처리 후에도 휴면타파 되지 않는 수종은 농황산, 지베렐린을 개별 또는 혼용으로 처리하였다. 발아 및 유묘 평가는 $25^{\circ}C/20^{\circ}C$(광12h/암12h)조건에서 진행하였으며, 매일 28일차까지 발아조사를 수행한 후 평가하였다. 진달래속의 꼬리진달래와 철쭉이 초저온 민감성을 보였으며, 오리나무속의 물오리나무, 사방오리는 부분 민감성을 보였다. 민산초나무는 지하부건물중이 유의하게 감소한 결과를 보였으며, 이외의 수종은 초저온 민감성을 보이지 않았으므로 장기보존을 위한 초저온 동결보존이 가능한 것으로 보였다.
본 연구에서는 지베렐린($GA_{4+7}$)을 0, 0.5, 1.2, 2.4% 농도로 조생종 '한아름' 배에 처리하고 수확 후 에틸렌 작용 억제제인 1-methylcyclopropene(1-MCP)를 $1{\mu}L{\cdot}L^{-1}$ 농도로 처리한 후, 20일간의 상온유통기간 중 과실품질 및 생리장해 발생에 미치는 영향을 조사하였다. 상온유통 기간 중 감모율의 변화는 $GA_{4+7}$ 농도와 관계없이 증가하는 경향을 보였으며, 1-MCP 처리의 경우 상온유통 기간이 증가함에 따라 감모율이 약간 감소하는 것으로 나타났고 $GA_{4+7}$ 농도가 증가함에 따라 1-MCP 처리 효과는 떨어졌다. 상온유통 10일에 1-MCP를 처리하지 않은 모든 과실에서 경도가 급격하게 감소하였던 반면 1-MCP를 처리한 과실의 경우 상온유통 15일까지 30N 이상의 높은 경도를 나타내었다. 그러나 $GA_{4+7}$ 처리 농도가 증가할수록 1-MCP 처리 효과는 떨어지는 것으로 조사되었다. 1-MCP를 처리한 과실의 경우 상온유통 기간 동안 가용성고형물과 산함량이 높게 나타났으며, 과피색의 경우 $L^*$(밝기) 및 hue angles은 높게 조사되었지만 $a^*$(적색도)의 경우 1-MCP 무처리에 비해 낮게 나타났다. 상온유통 중 에틸렌 발생량은 $GA_{4+7}$ 처리 농도에 영향을 받지 않았고 1-MCP 처리는 에틸렌 발생량을 낮추지 못하는 것으로 조사되었다. 반면 1-MCP 처리 과실의 호흡률은 상온유통 20일간 유의하게 낮게 조사되었는데 1-MCP 처리 효과는 지베렐린을 처리하지 않은 구에서 가장 크게 나타났고 $GA_{4+7}$의 농도가 증가함에 따라 호흡률 감소 효과도 떨어졌다. 한편 1-MCP 처리는 상온유통 중 발생하는 과심갈변이나 분질과 같은 생리장해 발생 경감효과를 보여, $GA_{4+7}$ 농도와 상관없이 상온유통 15, 20일 동안 과심갈변과 분질과의 발생을 억제하였다.
본 연구는 육묘기 동안 딸기 '매향'(Fragaria ${\times}$ ananassa Duch. cv. Maehyang)의 생육 및 런너 생산과 묘소질에 있어 지베렐린($GA_3$)의 처리방법과 농도에 대한 효과를 평가하기 위해 수행되었다. 딸기 모주는 2018년 3월 20일에 상업적 생육배지로 충진된 포트 ($64{\times}27{\times}18cm$)에 정식하였다. 정식 후 4주째에 $GA_3$의 농도를 0, 50, 100, $200mg{\cdot}L^{-1}$로 식물체당 45mL씩 각각 엽면살포와 배지관주로 처리하였다. 정식 후 배양액의 EC는 $1.5dS{\cdot}m^{-1}$로 공급하였고 뿌리 활착 후 1일 2회 포트 당 350mL(1회당 15분)를 공급했다. 처리 후 7주째에 딸기의 모주의 생육 특성을 측정하였고, 처리 후 10주째에 딸기 자묘의 생육특성을 측정하였다. 모주의 런너 길이와 직경은 $200mg{\cdot}L^{-1}$의 엽면살포에서 다른 처리구에 비해 각각 가장 길고 두꺼웠다. 모주의 SPAD값은 $200mg{\cdot}L^{-1}$의 엽면살포 처리구에서 유의적으로 가장 낮았다. 그러나 엽장, 엽폭, 크라운 직경은 $GA_3$의 처리방법과 농도에 대한 모든 처리구 간의 유의적인 차이를 보이지 않았다. $GA_3$의 농도가 증가할수록 딸기의 크라운이 기형적으로 길어지는 생리장해가 나타났다. $200mg{\cdot}L^{-1}$의 엽면살포 처리에서 유의적으로 많은 생리장해가 나타났으며 배지관주에서는 엽면살포에 비해 적게 나타났다. 런너와 자묘의 수는 처리방법에 무관하게 $GA_3$의 농도가 높아질수록 증가하였다. 자묘의 생육 특성에서, 첫번째 자묘의 엽장과 엽폭, 두 번째 자묘의 초장, 크라운 직경, 엽면적과 SPAD 값, 세 번째 자묘의 초장이 $100mg{\cdot}L^{-1}$의 배지관주에서 유의성 있게 가장 우수하였다. 결과적으로, 딸기 모주의 생육과 런너 생산 및 자묘의 생육은 $GA_3$$100mg{\cdot}L^{-1}$의 배지관주 처리에서 가장 효과적인 것으로 나타났다.
BACKGROUND: Control of alternate bearing satsuma mandarin in Jeju is very important to maintain the optimum price of fruit and get the sustainable income of farmers. Unlike orange, Satsuma mandarin is well known to sensitive on alternate bearing. We carried out the experiment to know the effect of foliar application of $GA_3$ on the flowering and fruit quality of satsuma mandarin (C. unshiu Marc. cv. Miyagawa). METHODS AND RESULTS: To experiment, the treatments consist of control, different concentration of $GA_3$ (25, 50 and 100 mg/L), machine oil emulsion 100 times and mixture of various concentration of $GA_3$ (25 and 50 mg/L) with machine oil emulsion 100 times which it was applied on 15 year-old Miyagawa satsuma mandarin at December 29, 2011. Foliar application of $GA_3$ in winter reduced the flowering of satsuma mandarin. Flower-leaf ratio was significantly reduced at 100 mg/L $GA_3$, while no differences observed in low concentration of $GA_3$ (25 and 50 mg/L). However, it was significantly decreased to 0.19 in application of $GA_3$ 25 and 50 mg/L with machine oil emulsion 100 times mixture. Number of leaves per fruit was significantly increased as foliar application of $GA_3$ also it reduced the fruits remarkably. Soluble solid contents and Hunter's a of peel color ratio showed no difference among $GA_3$ single treatments, but it was reduced in $GA_3$ 25 and 50 mg/L with machine oil emulsion 100 times mixtures significantly. From the results, it has been found that higher $GA_3$ concentration can reduce the number of flowers on the alternate bearing of satsuma mandarin. However, it was found that lower concentration of $GA_3$ with machine oil emulsion mixture 100 times can reduce flowering. CONCLUSION(S): The foliar application of $GA_3$ (100 mg/L) can alleviate alternate beraring. Also, mixture of lower concentration of $GA_3$ with machine oil emulsion 100 times can retard flowering more significantly while it needs further confirmation.
이상의 결과에서, 방사오리의 벼 접촉자극에 의해 줄기를 포함한 지상부 및 지하부의 건물중량은 유의적으로 증가하고, 벼초장, 간장 및 하위절간의 신장생장은 현저하게 억제되는 것이 인정되었다. 또한 오리 접촉자극에 의해 줄기의 좌절저항력은 크게 증가하는 반면, 휨 모멘트는 감소함을 보여 벼 도복억제 또는 도복경감의 효과가 시사되었다. 수량형질에 있어서 오리의 접촉자극에 의해 1이삭당 평균영화수, 등숙율 및 천립중은 대차 없었으나 유효분얼경수 및 포기당 이삭수의 현저한 증가가 인정되어 최종적으로 벼 수량의 증가를 볼 수 있었다. 금후, 본 연구에서 얻어진 결과를 바탕으로 방사오리의 접촉자극과 벼 생장과의 메커니즘을 보다 과학적으로 해명할 필요가 있고, 이를 위해서는 오리행동을 모방한 인위적인 접촉자극에 의한 영향 및 식물의 생장 반응에 영향하는 것으로 알려진 메치오닌, 에칠렌, 지베렐린 등의 식물생장호르몬과 접촉자극과의 관련성에 대한 추가적인 검증과정이 필요할 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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