• 한국환경농학회지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.268-275
• /
• 2006

ALA (5-aminolevulinic acid) has been proposed as a tetrapyrrole-dependent photodynamic herbicide by the action of the protoporphyrinogen IX oxidase (Protox IX). A study was conducted to determine photodynamic herbicidal effect of ALA on seedling growth of rice (Oryza sativa L.) and barnyard grass (Echinochloa crus-galli Beauv. var. oryzicola Ohwi) under dry and wet conditions. ALA effect on early plant growth of rice and barnyardgrass was greatly concentration dependant, suggesting that it promotes plant growth at very low concentration and inhibits at high concentration. No significant difference in herbicidal activity of biologically and synthetically produced ALAs on plant lengths of test plants was observed ALA exhibited significant photodynamic activity regardless of PSDIP and its duration. Significant shoot growth inhibition by ALA soaking treatment exhibited apparently, indicating that ALA absorbed through root system was translocated into shoot part of plants. ALA reduced plant heights of rice and barnyardgrass seedlings by 6% and 27%, respectively, showing more tolerant to ALA in rice under wet condition. Leaf thickness was reduced markedly by ALA with increasing of ALA concentration, due to mainly membrane destruction and severe loss of turgidity in mesophyll cells, although the epidermal was little affected. It was observed that photodynamic herbicidal activity of ALA applied by pre-and post-emergence application exhibited differently on plant species, and that the activity of ALA against susceptible plants was highly correlated with growing condition.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
• /
• pp.715-718
• /
• 2001

본 연구에서는 생분해성 제초제, 살충제, 광역학적 치료제로 이용되는 ALA의 대량 생산과 온라인 모니터링을 위하여 형질전환된 E. coli 시스템을 개발하고, ALA의 생산량에 영향을 미치는 배지, 온도 등의 배양조건을 살펴보았다.

• 한국잡초학회지
• /
• 제30권3호
• /
• pp.225-232
• /
• 2010

과산화계 제초제 oxyfluorfen이 처리된 비형질전환 벼와 형질전환 벼에서 Protox 발현 위치가 제초제 저항성에 미치는 영향을 비교하였다. Arabidopsis protoporphyrinogen oxidase(Protox; AP 계통)를 색소체에만 발현하는 형질전환 벼와 Myxococcus xanthus Protox 유전자를 색소체와 미토콘드리아에 모두 발현하는 형질전환 벼(TTS 계통)가 형질전환 시스템으로 사용되었다. Oxyfluorfen이 처리된 TTS4 계통은 AP 계통이나 비형질전환 벼에 비해 낮은 수준의 세포질 누출 및 malonyldialdehyde를 보여주었고, 높은 5-aminolevulinic acid 합성 능력을 유지하였다. Oxyfluorfen 작용 동안, TTS4 계통은 AP1 계통보다 높은 제초제 저항성을 보여주었는데, 이는 색소체만에서의 Arabidopsis Protox의 발현에 비해 색소체와 미토콘드리아에서의 M. xanthus Protox의 쌍발현이 광역학적인 protoporphyrin IX의 축적을 더 효율적으로 억제하였기 때문일 것이다. 이 결과들은 미토콘드리아 내 Protox의 발현이 Protox 저해형 제초제에 대한 식물의 저항성에 크게 기여함을 의미한다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XII)
• /
• pp.157-160
• /
• 2003

ALA is an intermediate in the tetrapyrrole biosynthesis pathway and has extensive applications as a biodegradable herbicide and insecticide as well as medical applications including photodynamic therapy of cancers. For the development of mass production process of ALA it is necessary to on-line monitor some metabolites such as glycine, succinate, LA and ALA. In this study, medium compositions and fermentation conditions were investigated for enhancement of ALA production by recombinant E. coli. A 2-dimensional fluorescence sensor was employed to monitor the bioprocess of ALA production. The monitored data is analyzed using principal component analysis, a powerful tool for multivariate statistical analysis.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XII)
• /
• pp.87-90
• /
• 2003

ALA is an essential intermediate in the tetrapyrrole biosynthesis pathway and has applications as a biodegradable herbicide and insecticide as well as medical applications including photodynamic therapy of cancers. For the development of mass production process of ALA it is necessary to on-line monitor some metabolites such as glycine, succinate, LA and ALA. In this work, medium compositions, pH conditions, induction and addition of LA were investigated to increase the production of ALA by recombinant E. coli. A 2-dimensional fluorescence sensor was used to monitor the processe and the fluorescence spectra were correlated with on- and off-line data like ALAS, ALAD, cell mass etc.

• 농약과학회지
• /
• 제11권1호
• /
• pp.52-58
• /
• 2007

5-Aminolevulinic acid (ALA)는 protoporphyrinogen IX oxidase(Protox IX)의 작용기작에 의해 tetrapyrrole 의존형 광활성 제초제 또는 살충제로서 제안되어 왔다. 본 연구는 생분해성 생물농약 물질로서 ALA에 대한 식물과 해충의 생육반응을 검토하기 위해 수행되었다. 수도적 조건에서 ALA는 벼와 피 두 초종에 대해 독성을 보였으며 벼보다는 피의 초장과 지상부 생체중을 더 억제하였다. 밭 조건에서 두과작물 콩과 화본과 잡초 바랭이에 5 mM ALA를 처리한 결과 바랭이가 더 민감한 생육반응을 보였다. ALA 10 mM(10배액)로 파밤나방에 대한 살충효과는 살포법으로 처리한 결과 단제 및 합성 살충제 lufenuron과의 조합처리에서 다소 높게 나타났다. leaf disk법으로 응애에 대한 살비효과를 검정한 결과 10 mM ALA 처리 후 72시간에 가장 높게 나타났다. 이상의 결과로 볼 때 ALA는 비록 그 활성이 기존의 합성농약보다 낮을지라도 농업유해생물에 대해 잠재적인 제초 및 살충활성을 갖고 있는 것으로 나타났다.

• Weed & Turfgrass Science
• /
• 제2권3호
• /
• pp.254-259
• /
• 2013

The mechanisms of resistance to oxyfluorfen (OF) and paraquat (PQ) were investigated in rice plants. Examination of the concentration dependence of oxyfluorfen- or paraquat-induced increase in conductivity showed that conductivities in the OF- and PQ-treated leaf squares were increased with 0.1 ${\mu}M$ oxyfluorfen and 0.01 ${\mu}M$ paraquat and further increased with higher concentrations. The levels of conductivity were approximately 10-times higher in the PQ-treated plants than in the OF-treated plants, indicating that the PQ-treated plants suffered more severe photodynamic damage than the OF-treated plants. The photooxidative stress caused by foliar application of either 50 ${\mu}M$ oxyfluorfen or 100 ${\mu}M$ paraquat increased the enzyme activities of ascorbate peroxidase and peroxidase 1 day after the herbicide treatments and then further increased their enzyme activities 2 days after the treatments. The activities of catalase began to increase 2 days after the oxyfluorfen and paraquat treatments. These antioxidant enzymes appear to play an essential part of defense mechanisms against oxyfluorfen and paraquat. Our results demonstrate that paraquat caused more severe oxidative stress, as indicated by a greater change in conductivity, thereby resulting in greater increases in antioxidant responses in plants, compared with those of oxyfluorfen.

• 유기물자원화
• /
• 제5권1호
• /
• pp.25-32
• /
• 1997

토양에서 분리한 광합성 세균인 Rhodospirillum rubrum N-1 균주에 의한 ${\delta}$-aminolevulinic acid (ALA) 생산에 있어서 levulinic acid (LA) 및 ALA 생합성 경로의 첨가효과를 검토하였다. Glutamate를 제외한 Lascelles의 기본배지에 LA를 배양초기에 10mM, 이후 대수기 중기에 30 mM을 첨가한 결과 균체외의 ALA 생산성은 최고 45 mg/l 도달, LA 미첨가 대비 23배 증가하였다. ALA 생합성의 전구물질인 glycine-succinate ($C_4$) 및 glutamate ($C_5$)의 feeding 효과는 배양초기/대수기 중기에 LA 10/30 mM을, glutamate 30 mM/30 mM을 각각 첨가하는 한편, 대수기 중기에 10 mM 농도의 $C_4$ 전구물질을 별도로 첨가배양함으로써 미첨가 대비의 ALA 생산성이 약 40배 (75 mg/l) 증가하였다.

• Applied Biological Chemistry
• /
• 제35권3호
• /
• pp.210-217
• /
• 1992

토양으로부터 ${\delta}-aminolevulinic$ acid(ALA)의 생산성이 우수한 광합성세균 KUP-74f주를 분리하여 균학적 성질을 검토한 결과 이 균주는 Rhodocyclus gelatinosus로 동정되었다. 균의 배양은 $30^{\circ}C$, pH 6.8, 4Klux 텅스텐 광조도하에서 혐기적 정치배양하였으며, 배양 10일 후의 균체외 ALA 생산량은 5mg/l이었다. L-Glutamic acid를 제외한 Lascelles의 기본배지에 glycerol 0.5%(v/v)를 첨가 배양함으로써 ALA는 8 mg/l까지 증가하였으며, glycine과 succinic acid를 각 10 mM 첨가 배양함으로써 12 mg/l의 ALA가 생산되었다. 30 mM glutathione(redo-cod)의 첨가배양에 의하여 ALA 생산은 저하 되었으며, D,L-glutamic acid 및 D,L-glutamine에 의하여 ALA 생산이 late induction 되어 최고 21 mg/1에 이르렀다. ALA의 최대 생산량에 소요되는 배양시간은 ALA 생합성에 관한 $C_4$, $C_5$ pathways의 precursors 첨가시 각각 107 시간과 262시간이었다. 기본배지에 10 mM levulinic acid(LA)와 10 mM glycine을 동시에 첨가 배양함으로써 ALA 생산량은 40mg/l로 증가하였다.