The fermentative quality and quantitative change in anthocyanin of anthocyanin-rich corn (Zea mays L.) during storage and in vitro ruminal fermentation were studied. The anthocyanin-rich corn silages in bag silo, drum silo and round bale had good fermentative qualities, such as low pH (5% DM) and butyric acid-free, and its quality was maintained for more than 370 d. The amount of anthocyanin in the anthocyanin-rich corn decreased after ensiling by about 45% (from 3.34 to 1.88 mg/g DM), but stayed constant after day 60. The in vitro incubation of the anthocyanin-rich corn with ruminal fluid revealed little degradation of anthocyanin. These results indicate that the anthocyanin had no negative effect on silage fermentation, and the anthocyanin-rich corn silage is utilizable for practical use as a feedstuff. Our results also demonstrate alteration of the anthocyanin content during storage, and show that anthocyanin-rich corn is a suitable antioxidant source for ruminants because of the high stability of the anthocyanin in ruminal fluid.
Carotenoid compounds in embryos of wild-type(WT) and viviparous mutants of maize(Zea mays L.) were analyzed using high performance liquid ehromatography (HPLC) with a photodiode array detector. Zeaxanthin accumulates in WT embryos as the major carotenoid. Phytoene accumulates in vp2 and vp5. Phytofluene in w3 and ${\xi}$-carotene in the vp9 mutant embryos. This indicates that the vp2 and vp5 mutants impair phytoene desaturase from 15-cis-phytoene to 15-cis-phytofluene. The w3 mutant has neither an isomerase from 15-cis-phytofluene to all-trans-phytofuene nor phytofluene desaturase from phytofluene to ${\xi}$-carotene. The vp9 mutant does not have the ${\xi}$-carotene desaturase from ${\xi}$-carotene to lycopene. Our analysis shows that the terminal carotenoid. ${\gamma}$-carotene(${\beta},{\Psi}$-carotene), accumulates in the vp7 mutant embryos. The ${\varepsilon}$-carotene(${\varepsilon},{\varepsilon}$-carotene), a product of ${\delta}$-carotene(${\varepsilon},{\Psi}$-carotene) in some plants, however, has not been found in maize embryos. The vp7 mutant impairs a cyclization step from ${\gamma}$-carotene to both ${\beta}$-carotene and ${\alpha}$-carotene. We suggest that monocyclic ${\gamma}$-carotene is the sole precursor of both bicyclic ${\beta}$-carotene(${\beta},{\beta}$-carotene) and ${\alpha}$-carotene(${\beta},{\varepsilon}$-carotene) in maize.
Maysin, a C-glycosylflavone, was isolated from the silks of maize, Zea mays L. The ESI mass spectrum indicates that molecular weight of maysin is $577\textrm{M}^+$m/z, and the ether-linked sugar is rhamnose, $431\textrm{M}^+$m/z (MW$^{+}$-146). The DPPH (1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl) radical scavenging activity of maysin was higher than that of rutin. However, as compared with its aglycon luteolin, maysin showed the relatively moderate DPPH scavenging activity mainly due to the glycosylation of two sugars moieties, keto-fucose and rhamnose. In the in vitro cytotoxicity test against the five human tumor cell lines such as lung (A549), ovarian (SK-OV-3), melanoma (SK-MEL-2), central nerve system (XF-489), and colon (HCT-15), maysin exhibited the relatively weaker activities than cisplatin. The $\textrm{ED}_{50}$ values of maysin were 62.24, 43.18, 16.83, 37.22, and 32.09/$m\ell$, respectively. Result suggests that maysin is a potential cytotoxicity compound, particularly for human colon, central nerve system, and melanoma tumors.s.
In maize, immature embryos (IEs) are highly regenerative explants most suitable for producing high frequencies of plantlet regeneration in vitro. Apart from media, explants, and hormones, genotypic variation also influences in vitro characters to a great extent. In the present study, IEs were used to study the distinctive effect of variation of size/stage and hormones in different genotypes on five in vitro characters viz., frequency of callus induction, growth rate of total callus, frequency of E. callus induction, and volume and number of regenerated plantlets. LS medium with different concentrations of 2,4-D (0.5, 1.5, 2.5, 4.0 and 5.0 mg/L) were used to study the former four in vitro characters, and medium with 6-benzylaminopurine and kinetin (0.5 mg/L, each) was used for plantlet regeneration. IEs of 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 and 3.0 mm in size were isolated from four inbred lines viz., NM74C, NM81A, NM5883 and NM5884. Two-way ANOVA revealed that explant size and genotypes, as well as hormonal concentrations showed significant effects on in vitro characters. Two millimeter IEs were found to be suitable for in vitro cultures. LS medium with 1.5 mg/L 2,4-D and LS with BAP and Kn (0.5 mg/L, each) were found to be the best hormonal concentrations for callus induction, maintenance, and regeneration, respectively. Among the four genotypes, NM81A and NM5883 yielded more non-embryogenic and Type I E. calli. In contrast, NM74C and NM5884 yielded more highly regenerative Type II calli. Inbred line NM5884 was found to be the best among these four genotypes.
Crop production can be secured by the cycle of green manure crops as an alternative of the chemical fertilizer. Recently, rapeseed (Brassica napus L.) has been cultivated in the south part of Korea for the production of biodiesel. In this research, we focused on recycling rapeseed residue, which is produced after harvesting the rapeseed for biodiesel, as a potential source of nitrogen to the succeeding crop. Pot experiment was conducted to evaluate the effects of winter rapeseed as green manure on mineralization and uptake of nitrogen to the succeeding corn (Zea mays L.). Result showed that total nitrogen and C/N ratio of rapeseed at the harvesting stage was 0.54% and 63, respectively. The incorporation of rapeseed without decomposition period slightly inhibited nitrogen uptake to the succeeding corn compared to those with 30 days decomposition period. The pH and EC values of soils increased by increasing the period of decomposition of rapeseed from 5.2 to 6.4 and from 0.05 dS/m to 0.21 dS/m, respectively. Significant amounts of $NH_4^+$ and $NO_3^-$ are released by incorporation of rapeseed. The succeeding corn took up 86% and 88% of inorganic nitrogen released from the rapeseed with and without decomposition period, respectively. The overall results suggested that the utilization of rapeseed residue as green manure can be an alternative source of nitrogen in corn-rapeseed double cropping system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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