• 식물조직배양학회지
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• 제27권4호
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• pp.339-343
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• 2000

When plants are exposed to subfreezing temperatures ice crystals are forming within extracelluar space in leaves. The growth of ice crystal is closely related to the degree of freezing injury. It was shown that an antifreeze protein binds to an ice nucleator through hydrogen bonds to prevent growth of ice crystal and also reduces freezing damage. The antifreeze proteins in plants are similar to PR proteins but only the PR proteins induced upon cold acclimation were shown to have dual functions in antifreezing as well as antifungal activities. Three of the genes encoded for CLP, GLP, and TLP were isolated from barley and Kentucky bluegrass based on amino acid sequence revealed after purification and low temperature-inducibility as shown in analysis of the protein. The deduced amino acid of the genes cloned showed a signal for secretion into extracellular space where the antifreezing activity sup-posed to work. The western analysis using the antisera raised against the antifreeze proteins showed a positive correlation between the amount of the protein and the level of freeze tolerance among different cultivars of barely. Besides it was revealed that TLP is responsible for a freeze tolerance induced by a treatment of trinexapac ethyl in Kentucky bluegrass. Analysis of an overwintering wild rice, Oryza rufipogon also showed that an acquisition of freeze tolerance relied on accumulation of the protein similar to CLP. The more direct evidence for the role of CLP in freeze tolerance was made with the analysis of the transgenic tobacco showing extracellular accumulation of CLP and enhanced freeze tolerance measured by amount of ion leakage and rate of photosynthetic electron transport upon freezing. These antifreeze proteins genes will be good candidates for transformation into crops such as lettuce and strawberry to develop into the new crops capable of freeze-storage and such as rose and grape to enhance a freeze tolerance for a safe survival during winter.

• 식물조직배양학회지
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• 제22권1호
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• pp.15-28
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• 1995

보리의 내동성기작에 관여할 것으로 예상되는 반결빙단백질을 분리하기 위해서 저온순화기간 중에 세포밖 공간에 축적되는 단백질을 분리 및 비교하였다. 42일간의 저온처리를 통해 70, 21, 16, 14 KDa의 단백질과 10 KDa 이하의 연속된 크기의 단백질들의 축적이 증가됨을 확인하였다. 이들 단백질들은 3일간의 저온처리에서도 어느 정도 축적되었으나, 42일간의 처리시 그 양에 있어서 더욱 증가됨을 볼 수 있었다. 위 방법으로 얻어진 단백질을 전체 잎조직의 단백질과 비교하여 세포밖 공간의 단백질 추출방법의 정확도를 검증하였다. 또한 호밀의 저온처리시 세포밖 공간에 축적하는 단백질과의 비교를 통해 구성 단백질의 크기에 있어서 차이를 확인하였으나, 호밀과 보리에서 공통적으로 10 KDa 이하의 범위에서 연속적인 크기의 단백질이 축적됨을 볼 수 있었다. 알려진 광어의 반결빙단백질은 크기가 3300에서 33,000 dalton에 이르는 점으로 미루어 보리와 호밀에서 공통적으로 발견되는 10 KDa 이하의 단백질이 반결빙단백질로 작용할 가능성은 매우 높다. Griffith등(1992)은 호밀의 세포밖 공간 단백질중 일부에서 반결빙활성도를 확인하였고 보리와 호밀간의 해당단백질의 전체적인 profile에서의 유사성을 미루어 보리로부터 얻어진 세포밖 공간의 단백질에서 반결빙단백질을 발견할 가능성은 매우 높다.