• 한국작물학회지
• /
• 제44권2호
• /
• pp.176-179
• /
• 1999

Trinexapac-ethyl[ 4-(cyclopropyl- $\alpha$ -hydroxy-methylene)-3,5-dioxocyclohexane carboxylic acid ethylester] is a growth-retardant for plants by inhibiting a key step in biosynthesis of GA. A treatment of trinexapacethyl generally induces a reduction in vegetative growth and also inhibits heading. In addition, the trinexapacethyl was known to enhance the freeze-tolerance in annual bluegrass, however, the mechanism is not known yet. One possible reason for the enhanced freeze-tolerance may be the antifreeze protein known to be accumulated in intercellular space of the leaf during cold acclimation. In order to see the possible in-duction of the synthesis of antifreeze proteins by trinexacpacethyl, the apoplastic proteins extracted from Kentucky bluegrass treated with trinexapacethyl were analyzed by SDS-PAGE and the presence of the antifreeze protein was observed. In addition, western analysis showed the identity of the protein induced by both a cold acclimation and a trinexapacethyl treatment. It appears that an enhanced freeze-tolerance of the turf grass by trinexapacethyl is due to the synthesis and/or accumulation of the antifreeze protein similar to the enhanced freeze tolerance induced by cold acclimation.

• Applied Biological Chemistry
• /
• 제38권3호
• /
• pp.212-217
• /
• 1995

내한성이 약한 유채(B. napus)와 내한성이 강한 산동채(B. campestris)를 공시하여 발아초기단계에서의 장기저온순화처리가 peroxidase와 superoxide dismutase 활성도 및 동위효소 pattern에 미치는 영향을 분석하여 작물 내한성 기작을 생화학적으로 구명함과 아울러 내한성 관련 genetic marker를 탐색하고자 본 연구를 수행하였다. 장기저온순화시킨 유묘를 저온처리후 24시간 회복시켰을 경우, peroxidase 활성도는 유채와 산동채의 뿌리부위에서 각각 157%와 50%, 배축부위에서는 201%와 250% 정도 크게 증가하였고, superoxide dismutase 역시 배축 및 뿌리부위에서 크게 활성화가 일어남을 관찰할 수 있었다. 또한 배축부위에서의 단백질 함량도 유채는 약 11.4%, 산동채는 57.4% 증가하였다. 장기저온순화처리로 새로 생합성된 peroxidase 동위 효소들중 특히 5번 band(pl 6.4)는 유채와 산동채의 뿌리부위에서 모두 출현될 뿐만 아니라 내한성이 강한 산동채의 배축부위에서도 강하게 출현되어 내한성 관련 genetic marker로써의 이용 가능성을 높여 주었다. 이상의 결과와 전보의 결과들을 종합적으로 고찰하여 저온 shock에 따른 분자산소의 생화학적 상호전환 모델을 제시하여 작물 내한성 기작을 생화학적으로 추론하였다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
• /
• 제51권2호
• /
• pp.50-56
• /
• 2008

As one way to approach to cold defense mechanism in plants, we previously identified the gene for protein-tyrosine phosphatase (CaTPP1) from hot pepper (Capsicum annuum) using cDNA microarray analysis coupled with Northern blot analysis. We showed that the CaTPP1 gene was strongly induced by cold, drought, salt and ABA stresses. The CaTPP1 gene was engineered under control of CaMV 35S promoter for constitutive expression in transgenic tobacco plants by Agrobacterium-mediated transformation. The resulting CaTPP1 transgenic tobacco plants showed significantly increased cold stress resistance. It also appeared that some of the transgenic tobacco plants showed increased drought tolerance. The CaTPP1 transgenic plants showed no visible phenotypic alteration compared to wild type plants. These results showed the involvement of protein tyrosine phosphatase in tolerance of abiotic stresses including cold and drought stress.

• Journal of Ecology and Environment
• /
• 제31권4호
• /
• pp.317-325
• /
• 2008

P. glehnii, an evergreen conifer found in northern areas, is known as a cold-resistant species. In this experiment, we measured the water content, PSⅡ efficiency, chlorophyll fluorescence, pigments of the xanthophyll-cycle and activity of enzymes of the ascorbate-glutathione cycle during cold acclimation and at subsequent low-temperature conditions to examine the importance of acclimation to cold tolerance. P. glehnii showed a decrease in PSⅡ efficiency (especially in Fv) during cold acclimation and at subsequent low temperatures. However, cold-acclimated needles showed higher PSⅡ efficiency at low temperatures than nonacclimated needles. In addition, 0-YON (first-year needles) showed an increase in $\beta$-carotene and lutein, while 1-YON (one-year-old needles) immediately developed an antioxidant mechanism in the ascorbate-gluthathione cycle as soon as they were exposed to low temperature and both 0-YON and 1-YON showed increased zeaxanthin and de-epoxidation ratios at continuous low temperature. Based on our results, we suggest that P. glehnii maintain PSⅡ efficiency at low temperature by effectively protecting the photosynthetic apparatus from photo-damage by rapid induction of an antioxidant mechanism in 1-YON and dissipation of excess energy by $\beta$-carotene and lutein in 0-YON.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제30권2호
• /
• pp.187-195
• /
• 2020

To understand the molecular mechanism involved in the survivability of cold-tolerant lactic acid bacteria was of great significance in food processing, since these bacteria play a key role in a variety of low-temperature fermented foods. In this study, the cold-stress response of probiotic Lactobacillus plantarum K25 isolated from Tibetan kefir grains was analyzed by iTRAQ proteomic method. By comparing differentially expressed (DE) protein profiles of the strain incubated at 10℃ and 37℃, 506 DE proteins were identified. The DE proteins involved in carbohydrate, amino acid and fatty acid biosynthesis and metabolism were significantly down-regulated, leading to a specific energy conservation survival mode. The DE proteins related to DNA repair, transcription and translation were up-regulated, implicating change of gene expression and more protein biosynthesis needed in response to cold stress. In addition, two-component system, quorum sensing and ABC (ATP-binding cassette) transporters also participated in cell cold-adaptation process. These findings provide novel insight into the cold-resistance mechanism in L. plantarum with potential application in low temperature fermented or preserved foods.

• 한국작물학회지
• /
• 제47권5호
• /
• pp.341-351
• /
• 2002

In order to examine the mechanistic basis for differential sensitivities to chilling and subsequent recovery between two rice (Oryza sativa L.) cutivars, a chilling-tolerant japonica type (Ilpumbyeo) and a chilling-susceptible indica type (Taebaekbyeo), changes of physiological responses and antioxidant enzymes were investigated. Both cultivars at 3 leaf stage were exposed at a low temperature of $5^{\circ}C$ for 3 days and subsequently recovered in a growth chamber at a $25^{\circ}C$ for 5 days with 250 mmol $m^{-2}$ $s^{-1}$. Physiological parameters such as leaf fresh weight, relative water content, cellular leakage, lipid peroxidation, and chlorophyll a fluorescence showed that the chilling tolerant cultivar had a high tolerance during chilling. However, the chilling-susceptible cultivar revealed severe chilling damages. The chilling-tolerant cultivar was also faster in recovery than the chilling-susceptible cultivar in all parameters examined. We analyzed the activity and isozyme profiles of four antioxidant enzymes which are: superoxide dismutase (SOD), caltalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX), and glutation reductase (GR). We observed that chilling-tolerance was due to a result of the induced or higher antioxidant enzyme system, CAT and APX in leaves and SOD, CAT, APX, and GR in roots. Especially, we observed the most significant differences between the chilling-tolerant cultivar and -susceptible cultivar in CAT and APX activity. Also in isozyme profiles, CAT and APX band intensity in the chilling-tolerant cultivar was distinctively higher than in the chilling-susceptible cultivars during chilling and recovery. Thus, the cold stability of CAT and APX are expected to contribute to a tolerance mechanism of chilling in rice plants. In addition, the antioxidative enzymes activity in roots may be more important than in that of leaves to protect chilling damage on rice plants.

• 한국작물학회지
• /
• 제36권5호
• /
• pp.394-406
• /
• 1991

소포자초기의 내냉성이 전역물관리와 시비방법에 따라 변동됨을 실증하고 내냉성의 변동기구를 화분발육생리로 부터 검토한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 소포자초기의 벼의 내냉성은 유화분화기로부터 소포자초기까지의 수온(전역수온) 및 질소(전역질소)에 의하여 현저하게 변동하였고 유화분화기이전과 소포자초기이후의 수온 및 질소에 따른 변동은 거의 없거나 근소하였다. 영화분화기로부터 소포자초기까지는 10일여에 불과하나 벼의 내냉성소질을 경정하는 중요한 시기였다. 2. 전역물관리에 있어 수온은 $25^{\circ}C$까지 될 수 있는 한 높게. 수심은 10cm까지 될 수 있는 한 깊게 할수록 내냉성이 향상되었으며 이 이상으로 수온상승 및 수심을 깊게하여도 내냉성은 변하지 많았다. 전역수온상승에 따른 내냉성의 향상은 유수가 물로 보호되기 때문이었다. 전역 10cm의 심수관개의 단독효과는 위험기 20cm의 단독효과보다 켰으며 양시기의 심수관개에 따른 냉해방지효과는 상승적이었다. 3. 전역질소의 다량시용에 따른 내냉성의 저하는 엽신의 질소함유율이 어느 한계치를 넘으면 급격히 커졌는데 이 내냉성저하의 변환점에 있어서의 엽신질소 함유율은 일본형에서는 약3.5%, 통일형에서는 약2.5%로 추정되었다. 이 한계엽신질소함유율은 냉해상습지 또는 저온년에 있어서 안전한계시비량을 결정하는 한 지표로 활용될수 있을 것으로 본다. 4. 전역수온상승에 따른 약당충실화분수의 증가는 소포자분화수의 증가에 의한 것이었고 전역질소의 감소에 따른 약당충실화분수의 증가는 소비자의 퇴화에 기인된 것이었으며 충실화분수가 많을수록 임실비율이 높았다.+석회구에서 낮았다 6. 이상과 같은 결과로 미루어 본 실험에 시용된 절대질소량은 많지 않음에도 불구하고 3요소＋유기물구는 유기물 분해에 따른 질소의 추비적 효과가 나타나서 무비, 무질소구에 비해 동할미, 심복백미 등 미립의 외관적 특성을 저하시키고, 단백질함량은 높이고 Mg/K\ulcornerNㆍAmylose를 낮추어 식미를 저하시키는 것으로 해석된다 7. 취급특성으로서의 흡수율, 취급액요드정색도, 취급용액출고형물은 처리간 명백한 경향을 발견할 수 없었다. 품종마다 달랐다.분얼'은 출수기가 빨랐으며, 이들은 3일 내에 모두 출수되어 짧은 기간 내에 균일한 출수와 등숙이 이루어짐으로서 미질 향상에 유리할 것으로 해석된다. 변이의 전분산에 대한 기여율은 각각 16.7%와 56.4%로 산지간 변이가 품종간 변이보다 약 4배 가까이 컸다.종과 이앙기를 조절하여 풍해를 회피하거나 방풍림이나 방풍강을 설치하여 풍해를 경감시키는 것이 수량 생산의 안전성을 향상시킬 수 있을 것으로 생각된다.종 육성 보급이 이루어져야 하고, \circled3 품수해 발생상습지에서는 벼 피해를 보상할 수 있는 타작물과의 함리적 작부체계 개선 연구가 이루어져야 하고, \circled4 피해도체의 활용도 증진 연구가 이루어져야 할 것이다. 수 있고 수확량도 크게 증가할 수 있을 것으로 생각된다.들은 진흥과 IR36품종의 중간 영역에 머물고 있었다.mite처리구가 8.6%, 유황첨가구가 5.7~7.4% 증수되었음을 보이었다. 7. 식물체중의 조단백질 함량은 대조구, 5%, 10% 유황첨가구가 3.31~3.50%로서 비슷하였고 15% 유황첨가구는 3.94%,

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제49권2호
• /
• pp.118-123
• /
• 2022

고구마의 저온 내성 반응의 분자적 기작에 대한 정보를 얻기 위해 저온 저장 내성이 높은 고구마 품종 Xushu 15-1과 저온 저장 내성이 낮은 Xushu 15-4에서 발현되는 단백질체를 2-D와 MALDI-TOF/TOF를 이용하여 분석하였다. 저온 처리가 되지 않은 대조구 간의 분석 결과, Xushu 15-1에서는 4개의 단백질 spot이 새롭게 발현되었으며, Xushu 15-4에서는 1개 단백질 spot의 발현량이 Xushu 15-1에 비하여 더 높았다. 이들 중 Xushu 15-1에서 새롭게 발현된 spot 2는 sporamin으로 동정되었다. 4℃ 처리된 2개 품종의 저장뿌리에서 8주 동안의 단백질 발현량의 변화를 조사한 결과, Xushu 15-1에서는 별다른 차이가 없었다. 그러나, Xushu 15-4에서는 1개 단백질 spot의 발현량이 증가하였고 4개 spot들의 발현량은 감소하였다. 발현량이 감소된 단백질 중 spot 7 및 8번은 actin, spot 9 및 10번은 fructokinase-like protein으로 동정되었다. 본 연구의 결과는 저장 중 고구마의 저온 내성과 관련된 복잡한 반응성 기작에 대한 이해를 높이고, 향후 저온 저장 능력이 향상된 신품종 고구마의 개발을 위한 후보 유전자를 특정하는 데 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 원예과학기술지
• /
• 제29권6호
• /
• pp.561-567
• /
• 2011

상록활엽관목으로서 꽃이 화려하고 관상가치가 높으나 멸종위기 수종인 자생만병초와 원예도입종 만병초 품종을 공시하여 내한성의 기작을 잎 운동과 광합성 활성 등의 생리적 반응을 조사하여 구명하고자 하였으며 다음과 같이 요약된다. 월동 후의 엽소 피해 정도로 측정한 내한성 정도는 자생종인 만병초와 홍만병초에서 도입종보다 크게 높았으며, 도입종 중에서도 'Nova Zembla'에서 가장 낮았고, 'Cynosure'와 'Parker's Pink'는 이보다 다소 높았다. 저온에 의한 엽각의 변화는 자생종과 'Parker's Pink' 품종에서 크게 일어났으며, 'Nova Zembla'와 'Cunningham's White'에서의 변화는 적었다. 저온에 의한 잎말림 현상도 자생종에서 크게 일어났고 도입종은 이들보다 작았으며, 도입종 중에서는 'Parker's Pink'가 다소 컸고 나머지 품종들은 작았다. 자생종의 내한성은 저온에 의한 엽각변화와 잎말림현상이 관여하는 것으로 판단되며, 내한성이 약한 'Parker's Pink'에 있어서는 잎운동 활성과의 관련성이 적어 다른 요인이 관여하고 있는 것으로 생각된다. 내한성이 강한 만병초에서 월동 전 광합성 활성이 높았고 월동 후 광합성활성의 회복이 자생종 및 도입종의 'Cynosure'에서 비교적 빨랐으며, 내한성이 가장 약했던 'Nova Zembla'에서 월동 전 광합성 활성과 월동 후 광합성활성의 회복속도가 가장 낮았다. 기공전도도는 광합성활성과 유사한 경향을 보였으며, 내한성이 강한 자생종에서 월동 후 뿌리로부터 잎으로의 수분이동이 원활하여 엽소현상이 적었고, 월동 후 기공전도도가 가장 낮았고 수분이동에 크게 제한을 받은 'Nova Zembla'에서 엽소현상이 크게 나타난 것으로 생각된다. 이상의 결과로부터 만병초 종에 있어서 월동중의 잎 운동과 월동후의 수분이동 및 광합성에 의해 축적되는 수분스트레스 관련 물질들이 종합적으로 관여하여 엽소현상으로서 나타나는 내한성을 결정하는 것으로 생각된다.

• Applied Biological Chemistry
• /
• 제38권3호
• /
• pp.207-211
• /
• 1995

유채(B. napus)와 산동채(B. campestris)를 공시하여 발아초기단계에서의 저온처리가 분자산소의 생물학적 환원과 관련이 있는 여러가지 생화학적 인자에 미치는 영향을 분석하여 작물 내한성 기작을 생화학적으로 구명하고자 한 바, 저온장해는 산동채에 비해 유채가 더욱 심하였고 저온처리후 24시간 회복시 유채와 산동채의 peroxidase 활성도는 뿌리부위에서 각각 33%와 87% 배축부위에서 84%와 206% 정도 크게 증가하였으며 특히 내한성이 강한 산동채가 유채보다, 배축부위가 뿌리보다 약 2.5배 이상 더 높은 효소활성 증가율을 보였다. 또한 superoxide($O_2^-$)는 회복직후 부터 급격히 축적되기 시작하여 회복 8시간째에 최고치에 도달하였으며 그 축적정도는 산동채에 비해 내한성이 약한 유채에서 더욱 심하였고, 24시간 회복시에도 산동채는 거의 무처리 수준까지 회복되었으나 유채는 약 38%의 $O_2^-$가 여전히 축적되어 있었다. 저온처리 직후 $H_2O_2$의 감소 정도 역시 산동채가 15% 정도인데 반해 유채는 2%에 불과하였고, 회복시간이 경과함에 따라 산동채는 거의 정상수준까지 회복되었으나 저온장해가 심하였던 유채는 불안정한 회복양상을 보였다. 아울러 유채의 배축 및 뿌리부위에서의 peroxidase 활성증가에는 Uniconazole 처리후 저온 병행처리가 단독처리보다 훨씬 펴 효과적이었으나 새로운 동위효소의 출현은 볼 수 없었다.