• Plant Biotechnology Reports
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• 제3권4호
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• pp.347-353
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• 2009

Procedures that induce microspore embryogenesis have been described for a range of Brassica species, but embryo yield remains low for a number of genotypes. We have carried out experiments with the microspores from a weakly responsive line of B. napus to determine the culture conditions that optimize their in vitro embryogenesis by treating them with effectors of ethylene synthesis and action. The results revealed that isolated microspores subjected to an initial heat stress in a medium supplemented with inhibitors of ethylene synthesis such as AVG and $CoCl_2$ exhibited significantly increased embryo yields. This suggested that regulatory effects are exerted by the ethylene produced by the isolated microspores on the early processes of gametogenesis. As a consequence, treatment of microspores with SAM, an ethylene synthesis precursor, or with the ethylene-releasing agent ethephon, led to decreases in embryo yield. A special response to ethylene during the early stages of microspore development was finally shown to occur through experiments where isolated microspores were treated for increasing periods of time with $CoCl_2$. Collectively, our data demonstrated that the induction of embryogenesis induced by heat stress can be enhanced by inhibitors of ethylene biosynthesis.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권3호
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• pp.195-199
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• 1998

Ethylene을 생성하는 호알칼리성 Bacillus sp. AIk-7를 분리 동정하였고, Bacillus sp. AIk-7의 ethylene 생성 경로와 전구 물질을 규명하기 위한 일환으로 이 균주의 intact cell과 cell-free system에서의 다양한 기질의 전환효과를 검토하였다. Intact cell과 cell-free system 모두에서 ethylene 생성을 극대화하기 위한 전환 조건은 3$0^{\circ}C$, pH 10.3으로 조사되었고, 기질 전환 효과를 검토한 결과 methionine(Met)과 1-amlnocyclopropane-1-carboxylic acid(ACC)가 압도적으로 많은 ethylene을 생성하였다. Cell-free system에서 저해제의 영향을 살펴본 결과 EDTA억제 효과로 2가 양이온이 필요함을, AOA 억제효과로 transaminase가 필요함을 알 수 있었다. Azide는 Met에서 ACC로의 단계에선 억제효과가 있었으나, ACC ethylene 전환 단계에선 오히려 활성효과를 보여주었다. 식물에서는 ACC에서 ethylene 과정은 Co$^{2+}$에 의해 저해받는데 반해 Bacillus sp. AIk-7은 Co$^{2+}$에 의해 ACC에서 ethylene과정이 10-70배 활성을 보였다. 이상의 결과를 통해 Bacillus sp. AIk-7에 의한 ethylene 생성 전구체는 Met과 ACC일 가능성이 있다.

• 한국작물학회지
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• 제30권3호
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• pp.236-244
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• 1985

특성이 다른 품종의 유묘기 에칠렌 생성량 및 함량의 차이를 구명하고, 또 메치오닌과 ACC 처리에 의한 에칠렌 생성량의 품종간 차이를 검토하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 일본형, 품종군은 인도형 품종군 및 인·일교잡 품종군 보다 에칠렌 생성량이 많았다. 2. 에칠렌 생성량이 많은 일본형 품종군은 유아가 짧고 유근이 길었으나, 에칠렌 생성량이 적은 인도형 및 인·일교잡 품종군은 유아가 길고 유근은 짧았다. 3. 유묘의 ACC함량은 에칠렌 생성량이 많은 품종에서 많았다. 4. 유묘에 메치오닌 및 ACC를 처리하면 에칠렌 생성량은 증가하나 그 증가정도는 일본형품종이 인도형 및 인·일교잡품종보다 현저하게 많았다.

• 원예과학기술지
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• 제32권2호
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• pp.261-268
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• 2014

Senescence of Hosta ventricosa flowers was firstly characterized as ethylene-sensitive since the deterioration of the tepal was accompanied by increased endogenous ethylene biosynthesis. The full-length cDNAs and DNAs of 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) synthase (ACS) and ACC oxidase (ACO) involved in ethylene biosynthesis were cloned from H. ventricosa flowers. The HvACS ORF with 1347 bp and two introns, encoded a polypeptide of 448 amino acids showing 79% homology with that in Musa acuminata. The HvACO ORF contained 957 bp and three introns, encoding a 318-residue polypeptide showing 83% homology with that in Narcissus tazetta. The timing of the induction of HvACS expression was in correspond to the timing of the increase in ethylene production, and that the up-regulation of HvACO transcript was closely correlated with an elevated ethylene production, but underwent a down-regulation in wounded leaves with elevated ethylene emission. The results, together with expression analysis in vegetative tissues, suggested that both HvACS and HvACO were specifically regulated by flower senescence.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제19권1호
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• pp.14-20
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• 1991

Pseudomonas syringae의 intact cell에서 에틸렌 생성을 극대화 하기 위한 전환조건은 $30^{\circ}C$. pH7.5로 조사되었고, 다양한 기질의 전환효과를 검초한 결과, Asn>Gln>Asp>Glu>$\alpha$-KG>citrate>oxalacetate의 순으로 많은양의 에틸렌을 생성하였다. 또한, arginine과 histidine을 상기 유기산과 함께 넣었을 때 에틸렌 생성에 현저한 상승효과를 나타냈다. Cell-free system 에서는 $\alpha$-KG>Glu>citrate>Gln>Ser순으로 0.5mM $\alpha$-KG에서 310.8(nl.mg $protein^[-1}.h^[-1}$)로 가장 많은 에틸렌을 생성하였고, aminotransferse 억제제인 AOA를 사용해 본 결과, Glu는 glutamate dehydrogenase에 의하여 $\alpha$-KG를 거쳐서 에틸렌으로 전환된 것이라 생각된다.

• 식물조직배양학회지
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• 제27권4호
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• pp.345-352
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• 2000

Food production is a major role of agriculture. It has been projected that the world population continues to increase by the middle of the 21st century, and the population growth results in raising a serious problem of food shortage. Thus we have to increase food as possible. A considerable amount of crops have been abandoned due to short-life after postharvest. Ethylene is a factor responsible for the postharvest loss in crops, especially horticultural crops. If we can reduce ethylene production or sensitivity by genetic engineering, we can develop, so called,“long-life crop”conferring long postharvest lives. During last two decades, intensive research for molecular dissection of ethylene biosynthesis has been carried out, and the researchers have succeeded in engineering ethylene productivity in some crops. On the other hand, after the successful isolation of Arabidopsis ethylene receptor gene ETR1, the homolog genes have been isolated in various plant species. Currently the characterization of these genes and alteration of ethylene sensitivity using the genes are in progress. This review summarizes current progress in the analysis of these genes, and discusses genetic engineering of ethylene sensitivity using these genes.

• 한국육종학회지
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• 제42권5호
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• pp.481-487
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• 2010

The ripening behavior of three apple cultivars, 'Tsugaru', 'Hongro' and 'Fuji' was distinctive and the involvement of POLYGALACTURONASE(PG) in the fruit softening process was confirmed to be ethylene dependent. Fruit softening is genetically coordinated by the action of several cell wall enzymes, including PG which depolymerizes cell wall pectin. Also, loss of firmness is associated with increasing of the ripening hormone, ethylene. In this work, climacteric ripening of three apple cultivars, Tsugaru, Hongro and Fuji, producing different ethylene levels and ripening responses, was examined. Correspondingly in Fuji, a linear and basal ethylene level was observed over the entire period of measurements, and Tsugaru and Hongro displayed a typical climacteric rise in ethylene production. Transcript accumulation of genes involved in ethylene biosynthesis (MdACS3 and MdACO1) and MdPG1 was studied in Tsugaru, Hongro and Fuji cultivars. Expression of MdACO1 transcripts was shown in all three ripened apple fruits. However, the MdACS3 and MdPG1 were transcribed differently in these cultivars. Comparing the MdPG1 of 'Tsugaru', 'Hongro' and 'Fuji', structural difference was discovered by genomic Southern analysis. Overall results pointed out that MdACS3 and MdPG1 play an important role in regulation of fruit ripening in apple cultivar.

• 생명과학회지
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• 제19권8호
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• pp.1139-1144
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• 2009

옥수수 뿌리에 BL을 처리하면 양성굴중성 반응이 촉진되고, ethylene 생성도 증가한다는 것이 알려져 있다. BL에 의해 유도된 굴중성 반응과 ethylene 생성과의 관계를 조사하였다. ethylene 생성 억제제인 $10^{-4}$ M AVG를 처리하면 ethylene 생성은 90% 이상 억제되었으나, 굴중성 반응은 13% 정도 억제되었다. AVG를 BL과 함께 처리한 뿌리는 ethylene 생성은 약 60% 억제되었으나 굴중성 반응은 대조구 보다 증가하였다. 다른 ethylene 생성 억제제인 cobalt ion을 처리하면 ethylene 생성은 약 10% 정도 억제되었으나 굴중성 반응은 억제되지 않았다. BL과 cobalt ion을 함께 처리한 뿌리는 ethylene 생성이 억제되었으나 굴중성 반응은 증가되었다. 이러한 BL의 효과가 auxin transport와 관계가 있는지 알아보기 위하여 auxin transport inhibitor인 TIBA를 처리하였다. $10^{-5}$ M TIBA와 BL과 TIBA를 함께 처리한 경우(BL+TIBA), ethylene 생성은 각각 96%, 132% 증가하였으나 굴중성 반응은 모두 일어나지 않았다. 또한, BL, TIBA 그리고 IAA를 함께 처리한 뿌리 (BL+TIBA+IAA)는 음성굴중성 반응을 나타냈으나 뿌리 생장은 오히려 증가시켰으며, 이는 수평으로 있는 뿌리에서 IAA가 아랫면으로 transport 되지 못하고 윗면에 축적된 것을 의미한다. 이러한 결과는 BL이 뿌리 내에 존재하는 IAA의 차등분포에 영향을 주어 양성굴중성 반응을 촉진할 가능성을 제시한다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제38권1호
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• pp.22-29
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• 2011

비생물학적 스트레스로 $H_2O_2$를 이용하여 산화적 스트레스와 고염분 스트레스를 처리한 후 ROS의 생성을 확인한 결과 스트레스 처리 후 30분에 일시적으로 1차 peak를 형성하였다가 거의 basal level까지 감소하고 다시 증가하여 3시간에 매우 다량의 2차 peak를 형성한 후 거의 basal level로 다시 낮아지는 biphasic 양상을 나타내게 된다. 따라서 ROS의 생성은 초기 30분 내에 일시적으로 발생한 Phase I의 ROS와 Phase II의 좀 더 장기적으로 다량의 고농도로 발생된 ROS의 생리적 역할이 다를 것으로 여겨진다. 본 논문에서는 스트레스 처리 시 생성되는 ROS를 확인한 후 ROS 생성 유전자인 RbohD와 RbohF 유전자 발현이 억제된 RbohD-AS, RbohF-AS 형질전환 식물체를 이용하여 실험을 수행하였다. 스트레스에 의해 생성되는 ROS의 생성을 억제시킴으로써 스트레스에 대한 ethylene 생성이 더 적은 것으로 나타났다. 또한, 이들 형질전환 식물체에서 ethylene 생성과 $H_2O_2$ 억제 효과를 확인하였으며 고염분 등의 스트레스에 대한 저항성은 ROS와 ethylene의 생성이 저하되어 나타난 것으로 판단된다. 산화적 스트레스와 고염분 스트레스에서 후기 ethylene이 다량으로 생성되는 시기, 즉 세포손상이 초래되는 후기에서 DNA fragmentation 분석을 통해서 ROS와 ethylene의 생성이 높은 식물체일수록 PCD가 높게 나타난 것으로 여겨지며, 이 과정에서 작용하는 유전자는 RbohD와 RbohF인 것으로 보이며, RbohD가 더 효과적으로 작용하는 것으로 생각된다. 따라서 스트레스에 반응하는 신호전달과정에서 초기에 ROS가 생성이 되고 후기에 ethylene이 다량으로 생성되어 결국 세포죽음에 이르게 하는 상호 synergism을 일으켜 반응을 나타내며, 이러한 반응 과정에서 RbohD와 RbohF 유전자 발현의 억제가 스트레스에 대한 식물체의 저항성을 높이는 것으로 사료된다.

• Journal of Plant Biology
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• 제38권3호
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• pp.235-242
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• 1995

Effects of methyl jasmonate (MeJA) on ethylene production in tomato(Lycopersicon esculentum Mill.) hypocotyl segments and fruits were studied. Ethylene production in tomato hypocotyl segments was inhibited by the increasing concentratons of MeJA, and 450 $\mu$M of MeJA showed 50% inhibitory effect. Time course data indicate that this inhibitory effect of MeJA appeared after 3 h of incubation period and continued until 24 h. Inhibition of ethylene producton by MeJA was due to the decrease in 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid(ACC) synthase activity. However, MeJA treatment had no effect on ACC oxidase activity and the accumulaton of ACC oxidase mRNAs. MeJA also inhibited auxin-induced ethylene production by decreasing in ACC synthase activity. In contrast, MeJA stimulated ethylene production in tomato fruits. When 30 $\mu$L/mL MeJA was treated in a gaseous state, ethylene production doubled and this stimulating effect continued until 4 days. To investigate the mechanisms of MeJA on ethylene production, ACC synthase and ACC oxidase activities were examined after MeJA treatment. MeJA increased the activities of both ACC synthase and ACC oxidase, and induced ACC oxidase mRNA accumulation. These data suggest that MeJA plays distinct roles in the ethylene production in different tomato tissues. It is possible that MeJA affects differently the mechanisms of signal transuction leading to the ethylene biosynthesis.