식물 종자를 비롯한 각종 유전자원을 액체질소에 저장하면 유전형질 특성의 손실 없이 장기간 보존할 수 있다. 본 연구에서 보존조건이 까다로워 단명 종자로 분류되는 들깨 종자를 초저온 동결저장 방법으로 보존할 수 있는지를 조사하였다. 수집한 들깨 품종별 종자의 초기 발아율은 40-95% 수준으로 다양하였는데, 수분함량을 3-8%로 조절한 종자를 액체질소에 처리하여도 발아율은 감소하지 않았다. 종자의 수분함량이 4-5%인 종자의 초저온 처리 후 발아율이 가장 높았으며, 초기 발아율이 낮은 품종에서는 초저온 처리에 의해 발아율이 증가하기도 했다. 인위 노화처리에 따라 종자의 발아율과 ascorbate peroxidase 활성은 감소하였으며, 품종별로 종자의 활력 저하 정도는 크게 달리 나타났다. 대조 처리 종자와 비교하였을 때, 초저온 처리과정에 발생할 수 있는 산화스트레스가 들깨 종자의 활력을 저해하지는 않을 것으로 추정되었다. 따라서 들깨 종자를 4-5% 수분함량으로 건조시켜 초저온 동결 저장하면 활력 손실 없이 장기간 보존할 수 있을 것으로 판단되며, 노화가 급속히 진행되는 품종의 경우에는 고활력 자원을 확보하거나 휴면타파 처리 후 초저온 동결 보존하는 것이 유리할 것으로 생각된다.
망초(Conyza bonariensis)에서 제초제 paraquat 저항성을 구명하기 위해 paraquat가 생성하는 superoxide 라디칼과 과산화수소 등의 유해 산소 물질을 제거하는 데에 관련된 효소의 활성을 저항성 종과 감수성 종의 망초에서 측정하였다. 경작지 부근에 자라는 망초는 비경작지에 자라는 망초에 비해 paraquat 저항성이 강하였다. 국내에서 paraquat를 자주 살포하는 지역에서 저항성 종의 망초가 출현하고 있음을 처음으로 보고한다. 저항성 종의 superoxide dismutase의 활성, ascorbate peroxidase의 활성, 그리고 glutathione reductase의 활성은 감수성의 그것에 비해 각각 약 20%, 44%, 그리고 64% 높게 나타났다. 이러한 결과로부터 paraquat에 대한 망초의 저항성은 superoxide dismutase, ascorbate peroxidase, 그리고 glutathione reductase 등으로 구성된 효소의 유해 산소 물질을 제거하는 효율성에 부분적으로 달려 있을 수 있다고 사료된다.
저면관비 육묘재배시 근권온도의 차이가 접목수박묘의 생육, 양분흡수 그리고 효소활성에 미치는 영향을 알아보고자 실험을 수행하였다. 근권온도 처리는 각각 무가온, $10^{\circ}C$, $15^{\circ}C$, $25^{\circ}C$로 처리하였으며, 야간 최저온도는 $10^{\circ}C$로 유지하였다. 생육 20일후의 초장, 엽장, 엽수, 경경, 그리고 생체중 및 건물중은 온도가 증가함에 따라 증가하였으며, 엽면적에서는 무가온($21.50mm^2$)에 비해 $25^{\circ}C$에서 $52.79mm^2$으로 2배 이상의 증가를 나타내었다. Mn, Ca, Mg, Fe는 온도가 증가함에 따라 흡수량이 증가하였고, K, P, Mg는 유의성이 없었으며 Na는 역으로 감소하였다. Stress저항성 항산화효소인 ascorbate peroxidase(APX)와 guaiacol peroxidase(GPX)의 활성은 온도가 $10^{\circ}C$에서 가장 높은 활성을 보였으며 온도가 높아질수록 감소하였다.
Park Myoung Ryoul;Park Moon Hee;Yoo Nam Hee;Yu Chang Yeon;Yun Song Joong
한국작물학회지
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제50권4호
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pp.286-290
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2005
Ascorbate peroxidase (APX) plays a crucial role in the detoxification of hydrogen peroxide. APX activity is maintained significantly higher in the paraquattreated leaves of the paraquat-tolerant Rehmannia glutinos. This study was conducted to understand structural and regulatory characteristics of APX gene in R. glutinosa. A putative APX cDNA clone (RgAPX1) was isolated from a leaf cDNA library using a partially sequenced expressed sequence tag clone. RgAPX1 is consisted of 1148 bp nucleotides and contains an open reading frame encoding a 250 amino acid-long polypeptide. Deduced RgAPX1 amino acid sequence shares higher sequence similarity to cytosolic APXs. RgAPX1. expression was higher in the leaf than in the flower and root. Southern blot result indicates the presence of one or two RgAPX1-related genes in R. glutinosa genome. RgAPX1 transcription was affected differentially by various stresses and phytohormone. The results indicate that RgAPXl is constitutively expressed in most tissues and its expression is modulated for the immediate and efficient detoxification of $H_2O_2$ under normal and stress conditions.
To assess resistance of transgenic tobacco plants which overexpress superoxide dismutase (SOD) and ascorbate peroxidase (APX) in chloroplasts to water stress, changes in leaf water potential, turgor potential, stomatal conductance and transpiration rate were measured. Leaf water potential in all plants remained high up to day 4 after withholding water but thereafter decreased markedly. In spite of a remarkable decrease in leaf water potential, some of transgenic plants maintained higher turgor potential compared with control plant on day 12. In particular, the transgenic plant expressing MnSOD showed an outstanding maintenance in turgor pressure by osmotic adjustment throughout the experiment, resulting in high stomatal conductance and transpiration rate. However, among transgenic plants, osmotic potential was reduced more effectively in multiple transformants such as the double transformant expressing both MnSOD and APX, and the triple transformant expressing CuznSOD, MnSOD and APX than single transformants. Consequently, further research is needed to get general agreement on the tolerance of transgenic plants to water stress at different growth stages for each transgenic plant.
적변인삼의 원인 물질을 구명코저 인삼뿌리의 적변현상과 항산화 활성과의 상관관계를 조사하기 위하여 적변뿌리와 건전뿌리의 각 부위별 항산화 활성을 조사하였다. 적변삼의 표피와 피층조직의 superoxide dismutase(SOD) 활성(units/mg protein)은 각각 126.9와 79.6으로 정상뿌리에 비해 각각 3.5배, 2.0배 높았다. 적변뿌리의 catalase활성은 약 1.6배 높았으나, peroxidase 활성은 오히려 약간 낮았다. 적변뿌리 각 조직의 DPPH 자유라디칼 포착활성은 정상뿌리에 비해 약 2.0배 높았다. 정상뿌리의 ascorbate 함량은 조직에 따라 약간의 차이를 나타내었지만(166~240 $\mu$g/g fr. wt.), 산화형dehydroascorbate(DHA) 함량이 전체 ascorbate 함량의 약 97~79%를 차지하였다. 적변뿌리의 전체 ascorbate함량은 정상뿌리와 비슷하였지만 환원형 ascorbate의 함량은 조직에 따라 다르지만 정상뿌리에 비해 3.5~7.5배 높았다. 적변뿌리의 표피조직, 피층조직, 중심주 조직의 전체 glutathione 함량은 정상조직에 비해 각각 7.3배, 4.8배, 1.2배 높았다. 적변화에 따른 환원형 glutathione(GSH)과 산화형 glutathione(GSSG)의 함량비는 전체 glutathione 함량변화와 비슷하였다. 이상의 결과는 인삼의 적변조직은 어떤 외부스트레스에 의해 과다하게 발생되는 활성산소종을 제거하기 위하여 SOD 활성, 환원형 ascorbate 함량, 환원형 glutathione 함량이 크게 증가하는 것으로 사료된다.
Photosynthesis is a highly robust process allowing for rapid adjustment to changing environmental conditions. The efficient acclimation depends on balanced redox metabolism and control of reactive oxygen species release which triggers signaling cascades and potentially detrimental oxidation reactions. Thiol peroxidases of the peroxiredoxin and glutathione peroxidase type, and ascorbate peroxidases are the main peroxide detoxifying enzymes of the chloroplast. They use different electron donors and are linked to distinct redox networks. In addition, the peroxiredoxins serve functions in redox regulation and retrograde signaling. The complexity of plastid peroxidases is discussed in context of suborganellar localization, substrate preference, metabolic coupling, protein abundance, activity regulation, interactions, signaling functions, and the conditional requirement for high antioxidant capacity. Thus the review provides an opinion on the advantage of linking detoxification of peroxides to different enzymatic systems and implementing mechanisms for their inactivation to enforce signal propagation within and from the chloroplast.
The relationship between relative water contents of lettuce leaves and biochemical activities in lettuce was examined in this study to explore an adaptation response of lettuce to water stress from soils. Soil water contents and relative water contents of leaves were positively related to show $R^2$=0.8728. Hydrogen peroxide contents of leaves rapidly increased with reduction of soil water content, whereas soluble protein contents and dry matters rapidly decreased. And chlorophyll a and b contents of leaves decreased with increase in carotenoid content. Furthermore, the activities of ascorbate peroxidase (APX), monodehydroascorbate reductase (MDHAR), and dehydroascorbate reductase (DHAR) increased dramatically, and mRNA transcript levels of APX, MDHAR and DHAR also increased. Relationship of relative water content of lettuce leaves to hydrogen peroxide, to ascorbate peroxidase activity, to dehydroascorbate reductase activity, and to monodehydroascorbate reductase activity was shown to be positively correlated. It is highly plausible from this study that these enzyme activities could be developed as an indicator of water states in soils.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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