• 생명과학회지
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• 제31권3호
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• pp.280-286
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• 2021

Oryzalin은 미세소관의 형성을 억제하는 dinitroaniline계 제초제이다. Oryzalin은 튜불린에 결합해 식물의 미세소관 배열을 무질서하게 하여 식물 세포의 비등방성 성장을 억제한다. 미세소관과 미세섬유는 세포벽을 구성하고 columella 세포에서 녹말체 침강에 관여하는 세포골격이다. 녹말체는 뿌리 끝에 있는 columella 세포에서 중력을 인지하여 물과 무기염류를 흡수하기 위하여 토양 속으로 자라도록 한다. 식물세포에서 미세소관의 배열은 에틸렌 수준에 따라 조절된다. Oryzalin이 ACC synthase와 ACC oxidase를 활성화시켜 에틸렌 생성을 촉진한다고 알려졌다. 또한 oryzalin은 농도에 의존적으로 뿌리 생장과 굴중성 반응을 억제한다고 보고 되었다. 이 결과에 따라, 본 연구는 Arabidopsis 뿌리에서 이 억제 효과가 에틸렌 생성 억제제인 10-4 M cobalt ions과 10-8 M aminoethoxyvinylglycine (AVG)를 처리하여 회복될 가능성에 초점을 두었다. 뿌리 생장과 굴중성 억제는 cobalt ions과 AVG에 의해 10-20% 회복되었다. 이 결과는 뿌리 생장과 굴중성 반응은 에틸렌의 수준에 따라 조절될 가능성을 제시하였다.

• 생명과학회지
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• 제31권2호
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• pp.109-114
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• 2021

Oryzalin은 미세소관의 배열을 방해하는 dinitroaniline계 제초제이다. 미세소관과 미세섬유는 식물 세포 생장에 관여하는 세포벽을 구성하는 골격 성분이다. 또한 미세소관은 평형석의 침전에도 관여하는데, 이는 뿌리 끝에 있는 columella 세포에서 중력 인지를 조절한다. 본 연구는 애기장대 뿌리에서 에틸렌 생성을 통하여 oryzalin이 뿌리 생장과 굴중성 반응에 미치는 영향을 조사하였다. 10-4 M oryzalin을 뿌리에 처리하면 뿌리 생장과 굴중성 반응이 완전히 억제되었다. 뿌리 생장과 굴중성 반응을 조절하는 oryzalin의 작용을 알아보기 위해 애기장대 뿌리 절편에서 ethylene 생합성을 측정하였다. Oryzalin을 처리하면 ACC oxidase와 ACC synthase을 활성을 촉진하여 에틸렌 생성이 촉진되고, 증가된 ethylene은 미세소관의 배열을 변화시켜 뿌리 생장과 굴중성 반응을 억제한다.

• Molecules and Cells
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• 제41권12호
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• pp.1033-1044
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• 2018

As sessile organisms, plants have evolved to adjust their growth and development to environmental changes. It has been well documented that the crosstalk between different plant hormones plays important roles in the coordination of growth and development of the plant. Here, we describe a novel recessive mutant, mildly insensitive to ethylene (mine), which displayed insensitivity to the ethylene precursor, ACC (1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid), in the root under the dark-grown conditions. By contrast, mine roots exhibited a normal growth response to exogenous IAA (indole-3-acetic acid). Thus, it appears that the growth responses of mine to ACC and IAA resemble those of weak ethylene insensitive (wei) mutants. To understand the molecular events underlying the crosstalk between ethylene and auxin in the root, we identified the MINE locus and found that the MINE gene encodes the pyridoxine 5′-phosphate (PNP)/pyridoxamine 5′-phosphate (PMP) oxidase, PDX3. Our results revealed that MINE/PDX3 likely plays a role in the conversion of the auxin precursor tryptophan to indole-3-pyruvic acid in the auxin biosynthesis pathway, in which TAA1 (TRYPTOPHAN AMINOTRANSFERASE OF ARABIDOPSIS 1) and its related genes (TRYPTOPHAN AMINOTRANSFERASE RELATED 1 and 2; TAR1 and TAR2) are involved. Considering that TAA1 and TARs belong to a subgroup of PLP (pyridoxal-5′-phosphate)-dependent enzymes, we propose that PLP produced by MINE/PDX3 acts as a cofactor in TAA1/TAR-dependent auxin biosynthesis induced by ethylene, which in turn influences the crosstalk between ethylene and auxin in the Arabidopsis root.

• 한국자원식물학회지
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• 제31권6호
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• pp.597-603
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• 2018

Inhibitory effect of colchicine on growth and gravitropic responses in Arabidopsis root was explored to find whether there was an involvement of ethylene production. It has been known that cytoskeleton components are implicated in sedimentation of statoliths to respond to gravitropism and growth. The root growth was inhibited by 25% and 40% over control for 8 hr treatment of colchicine at a concentration of $10^{-5}M$ and $10^{-7}M$, respectively. The roots treated with colchicine at the concentration of $10^{-7}M$ showed the same pattern as control in 3 hr, however, gravitropic response was decreased in the next 5 hr. The colchicine treatment at the concentration of $10^{-5}M$ inhibited the gravitropic response resulting in $60^{\circ}$ of curvature. In order to better understand the role of colchicine, the production of ethylene was measured with and without the treatment of colchicine. Colchicine increased the ethylene production by 20% when compared to control via the activation of ACC oxidase and ACC synthase activity. These results suggest that the inhibition of the growth and gravitropic responses of Arabidopsis roots by the treatment of colchicine could be attributed to the rearrangement of microtubule, and increase of ethylene production.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제6권2호
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• pp.153-160
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• 1999

후지 사과의 CA 저장 효과를 생리화학적으로 구명하기 위해 저장 조건에 따른 에틸렌과 이산화탄소 생성 및 이들의 연관성 그리고 과육경도와 과피색의 변화를 조사하였다. 저장 산소농도가 낮을수록 ACC oxidase 활성이 억제되어 내부 에틸렌 농도가 낮게 유지되었다. 특히 1% $O_2$+l% $CO_2$ 조건에서는 내부 에틸렌 농도가 1 ppm 이하로 유지되었으며 저장 후 2$0^{\circ}C$의 air에서도 거의 변화가 없었다. 에틸렌 생성에 고농도 이산화탄소의 영향은 구성 산소농도에 의존적이어서 1% 산소에서는 효과가 없거나 생성 증가 효과를, 3% 산소에서는 생성 억제효과를 나타내었다. 내부 에틸렌 농도와 에틸렌 방출량은 밀접한 상관관계을 나타내었다. 내부 이산화탄소 농도도 이산화탄소 방출량과 밀접한 상관관계를 나타내었으며 저장 산소농도가 가장 낮은 조건인 1% $O_2$+l% $CO_2$에서 가장 낮게 유지되었고 저장 후의 증가폭은 다른 조건들과 차이가 없었다. 저장조건에 따른 에틸렌과 이산화탄소 생성량의 연관성은 CA 저장 사과와 단기간 air 저장 사과에서는 존재하였으나 장기간 air 저장 사과에서는 보이지 않았다. 사과의 과육경도와 과피의 녹색은 에틸렌과 이산화탄소의 생성이 억제된 저장조건일수록 손실이 적었다.

• 한국육종학회지
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• 제43권5호
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• pp.448-456
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• 2011

적색 과육 '홍양' 품종에서 차등발현하는 유전자를 찾기 위하여 mirror orientation selection (MOS)과 결합된 suppression subtractive hybridization (SSH) 실험을 수행하였다. 그 결과, 288개의 cDNA clone을 확보하였으며, colony PCR을 통해 192개의 positive clone을 선발하였고, 이들을 sequencing하였다. NCBI/Genbank 데이터베이스의 BLAST 검색를 이용하여 염기서열을 분석한 결과, 30개의 clone에서 기존에 알려진 유전자기능과의 유사성을 확인할 수 있었으며, 10개의 clone이 특이유전자였다. 그 중 3개의 clone(AcF21, AcF42, AcF106)은 과실 후숙과 관련된 ACC-oxidase와 상동성이 있었다. SSH의 결과를 통해 얻어진 이 유전자들의 차등발현양상을 확인하기 위하여 reverse transcription PCR(RT-PCR)과 quantitative real-time PCR(qReal-time PCR) 분석을 실시하였다. qReal-time PCR분석과 RT-PCR분석에서 모두 동일한 결과를 확인할 수 있었으며, 3개 clone 모두 '홍양'에서의 유전자발현수준이 '헤이워드'보다 더 높았다. AcF21은 다른 유전자들보다 가장 높은 발현수준을 나타내었는데, 만개 후 120일과 160일 모두 '홍양'에서의 발현수준이 높았다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제4권1호
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• pp.7-15
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• 2002

Eight cDNAs corresponding to fruit-specific genes were isolated from ripened melon through differential screening. Sequence comparison indicated that six of these cDNAs encoded proteins were previously characterized into aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) oxidase, abscisic acid, stress and ripening inducible (ASR) gene, RINC-H2 zinc finger protein, pyruvate decarboxylase, or polyubiquitin. RFS2 and RFS5 were the same clone encoding polyubiquitin. The other cDNAs showed no significant homology with known protein sequences. The ASR homologue (Asr1) gene was further characterized on the cDNA and genomic structure. The deduced amino acid sequence had similar characteristics to other plant ASR. The Asr1 genomic DNA consisted of 2 exons and 1 intron, which is similar to the structure of other plants ASR genes. The promoter region of the Asr1 gene contained several putative functional cis-elements such as an abscisic acid responsive element (ABRE), an ethylene responsive element (ERE), a C-box or DPBf-1 and 2, Myb binding sites, a low temperature responsive element (LTRE) and a metal responsive element (MRE). The findings imply that these elements may play important roles in the response to plant hormones and environmental stresses in the process of fruit development. The results of this study suggest that the expressions of fruit specific and ripening-related cDNAs are closely associated with the stress response.