• 생명과학회지
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• 제21권7호
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• pp.969-975
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• 2011

본 연구에서는 식물뿌리의 굴중성 반응에 있어서 식물호르몬과 AtEXPA3 유전자와의 관계를 밝히고자 하였다. AtEXPA3 유전자의 RT-PCR을 통한 발현분석 결과 잎, 근출엽, 뿌리 꽃 등 생장이 활발한 조직에서 발현률이 높게 나타났으며, 굴중성 자극과 BRs, IAA에 의해서도 발현이 증가되었다. 또한 ethylene 생합성 저해제인 AVG를 처리하면 굴중성 반응이 현저히 억제되었는데 이는 ethylene 그 자체도 BR과 IAA처럼 굴중성을 촉진시키는 활성을 갖고 있음을 의미한다. 한편 호르몬을 처리하지 않은 AtEXPA3 RNAi mutant에서 굴중성 반응이 억제되는 현상은 애기장대 뿌리의 생장에 관여하는 AtEXPA3의 조절 인자로 BRs, auxin, ethylene 등의 식물호르몬이 관여하고 있음을 나타낸다. 아울러 BRs signaling mutant에서 변화된 굴중성(bri1-301, bak1에서 감소, BRI-GFP에 서 증가) 반응의 감소와 증가는 굴중성 반응이 BRs의 신호전달 과정을 통하여 일어남을 의미한다. 결론적으로 애기장대 뿌리의 굴중성 반응은 식물호르몬에 의한 AtEXPA3 유전자의 발현 증가의 결과로 인해 애기장대 뿌리의 생장이 촉진되어 나타나는 결과라 하겠다.

• 한국식물학회:학술대회논문집
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• 한국식물학회 2002년도 춘계학술발표대회:발표눈문요지록
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• pp.91-91
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• 2002

• 한국식물학회:학술대회논문집
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• 한국식물학회 2002년도 춘계학술발표대회:발표눈문요지록
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• pp.93-93
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• 2002

• 식물조직배양학회지
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• 제22권6호
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• pp.345-350
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• 1995

완두 돌연변이체 ageotropum 뿌리의 굴중성 결여에 대하여 조사하였다. 정상 완두의 뿌리에서 에틸렌은 굴중성 반응을 억제하였다. 돌연변이체에서는 에틸렌이나 에틸렌 생합성 억제제 또는 작용 억제제 모두 뿌리의 굴중성 반응 결여를 회복시키지 못하였다. 옥신을 비대칭으로 처리한 뿌리에서 굴성반응이 일어나는 것으로 보아 옥신의 작용은 정상적으로 일어나는 것으로 판단되었다. 내생적 또는 옥신유도에 의한 에틸렌 생성은 정상 완두나 돌연변이체에서 크게 차이가 없었다. 그러나 정상 완두에서와는 달리 돌연변이체의 뿌리에서는 굴중성 반응의 작동체계인 옥신작용의 결함이 아니고 중력의 인식 또는 전달과정에 결함이 있다는 결론을 얻었다.

• 생명과학회지
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• 제18권8호
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• pp.1164-1168
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• 2008

염분 스트레스에 노출된 옥수수(Zea mays) 유식물의 원뿌리는 길이생장이 억제되는데, 본 연구에서는 위와 같은 조건에서 뿌리의 굴중성 반응을 조사하였다. 고농도의 NaCl과 KCl에 의해 스트레스를 받은 옥수수 원뿌리는 수평 상태에서 중력 자극을 받기 시작한 지 2시간 이후부터 대조구에 비하여 현저한 굴중성 반응을 나타내었다. 이러한 굴중성 촉진 현상은 $Na^{+}$가 아니라 $K^{+}$에 의한 것이었으며, Cl-도 굴중성 반응 촉진에 기여하였다. 이로부터 이들 $K^{+}$와 $Cl^{-}$이온들이 세포 팽창에 필요한 삼투 조절자로 기능한다는 결론을 얻었다. 또한 염분 스트레스에 의하여 뿌리의 길이 생장이 억제되더라도 중력장 내에서의 위치 결정은 억제되지 않고 오히려 촉진된다는 점도 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제22권5호
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• pp.681-686
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• 2012

빛이 굴중성과 뿌리 생장에 미치는 영향을 알아보기 위해 Arabidopsis phytochrome mutant를 이용하여 뿌리 생장과 굴중성 반응을 측정하였다. $PhyA$의 뿌리 생장은 white light를 제외한 모든 빛 조건에서 WT와 비교하여 촉진되었다. 특히 red light에서 키웠을 때 다른 mutant와는 달리 뿌리 생장이 촉진되었다. 반면에 phyB는 모든 빛 조건에서 키웠을 때 뿌리 생장이 억제되었으며, 특히 double mutant인 $phyAB$는 white light와 red light에서 키웠을 때 뿌리 생장이 가장 많이 억제되었다. $PhyA$의 굴중성 반응은 far-red light에서 키웠을 때를 제외하고 모든 빛 조건에서 키웠을 때 WT와 비교하여 촉진되었다. 한편 $phyAB$는 모든 조건에서 모두 굴중성 반응이 억제되었다. Ethylene 생합성을 조절하는 효소인 ACS transcript 수준은 white light와 red light에서 키웠을 때 $phyA$가 높게 나타났으며, far-red light에서 키웠을 때는 $phyA$의 transcript 수준이 억제되었다. 결론적으로 뿌리 생장과 굴중성 반응은 $phyB$의 $P_{fr}$에 의해 조절된다.

• 한국자원식물학회지
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• 제31권6호
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• pp.597-603
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• 2018

Inhibitory effect of colchicine on growth and gravitropic responses in Arabidopsis root was explored to find whether there was an involvement of ethylene production. It has been known that cytoskeleton components are implicated in sedimentation of statoliths to respond to gravitropism and growth. The root growth was inhibited by 25% and 40% over control for 8 hr treatment of colchicine at a concentration of $10^{-5}M$ and $10^{-7}M$, respectively. The roots treated with colchicine at the concentration of $10^{-7}M$ showed the same pattern as control in 3 hr, however, gravitropic response was decreased in the next 5 hr. The colchicine treatment at the concentration of $10^{-5}M$ inhibited the gravitropic response resulting in $60^{\circ}$ of curvature. In order to better understand the role of colchicine, the production of ethylene was measured with and without the treatment of colchicine. Colchicine increased the ethylene production by 20% when compared to control via the activation of ACC oxidase and ACC synthase activity. These results suggest that the inhibition of the growth and gravitropic responses of Arabidopsis roots by the treatment of colchicine could be attributed to the rearrangement of microtubule, and increase of ethylene production.

• 생명과학회지
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• 제22권1호
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• pp.87-91
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• 2012

암을 유발하는 phorbol ester로 알려진 Phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA)는 동물세포에서 신호전달 효소의 하나인 protein kinase C (PKC)를 활성화시킨다. 본 연구에서는 옥수수 일차뿌리에서 PMA가 에틸렌 생성을 통하여 굴중성 반응을 조절하는 효과를 연구하였다. PMA는 8시간 동안 $10^{-6}$ M과 $10^{-4}$ M에서 농도 의존적으로 뿌리 생장과 굴중성 반응을 촉진시켰다. 이러한 촉진 효과는 PKC의 억제제인 staurosporine (STA)에 의해 상쇄되었다. 이 결과는 굴중성 반응이 신호전달 체계에 관여하는 protein kinase C를 통하여 조절될 가능성을 제시하고 있다. 식물호르몬인 에틸렌도 뿌리 생장과 굴중성 반응에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 에틸렌 생성은 $10^{-6}$ M과 $10^{-4}$ M PMA에 의하여 각각 26%와 37% 증가하였다. PMA는 또한 ACC synthase (ACS) 활성을 촉진시켰다. 또한 이 증가 효과는 STA에 의하여 상쇄되었다. 이 결과는 옥수수 뿌리에서 굴중성 반응은 에틸렌 생성을 거쳐 protein kinase를 통하여 조절될 가능성을 제시하고 있다.

• 생명과학회지
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• 제31권3호
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• pp.280-286
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• 2021

Oryzalin은 미세소관의 형성을 억제하는 dinitroaniline계 제초제이다. Oryzalin은 튜불린에 결합해 식물의 미세소관 배열을 무질서하게 하여 식물 세포의 비등방성 성장을 억제한다. 미세소관과 미세섬유는 세포벽을 구성하고 columella 세포에서 녹말체 침강에 관여하는 세포골격이다. 녹말체는 뿌리 끝에 있는 columella 세포에서 중력을 인지하여 물과 무기염류를 흡수하기 위하여 토양 속으로 자라도록 한다. 식물세포에서 미세소관의 배열은 에틸렌 수준에 따라 조절된다. Oryzalin이 ACC synthase와 ACC oxidase를 활성화시켜 에틸렌 생성을 촉진한다고 알려졌다. 또한 oryzalin은 농도에 의존적으로 뿌리 생장과 굴중성 반응을 억제한다고 보고 되었다. 이 결과에 따라, 본 연구는 Arabidopsis 뿌리에서 이 억제 효과가 에틸렌 생성 억제제인 10-4 M cobalt ions과 10-8 M aminoethoxyvinylglycine (AVG)를 처리하여 회복될 가능성에 초점을 두었다. 뿌리 생장과 굴중성 억제는 cobalt ions과 AVG에 의해 10-20% 회복되었다. 이 결과는 뿌리 생장과 굴중성 반응은 에틸렌의 수준에 따라 조절될 가능성을 제시하였다.

• 생명과학회지
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• 제25권11호
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• pp.1223-1229
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• 2015

Oryzalin은 미세소관을 분열시키는 dinitroaniline계의 제초제이다. 미세소관과 미세섬유는 평형석 침강과 세포벽을 구성하는 세포골격들이다. 평형석은 뿌리 끝에 있는 columella 세포에서 중력 인지 조절을 한다. 본 연구는 oryzalin이 옥수수 일차 뿌리에서 ethylene 생성을 통하여 굴중성 반응에 미치는 영향을 연구하였다. 뿌리 끝 부분에 10^-4 M oryzalin의 처리는 뿌리 성장과 굴중성 반응을 저해하였으나, 신장대에 처리하게 되면 저해현상은 관찰되지 않았다. 10^-4 M oryzalin을 뿌리 끝에 15시간 처리하면 뿌리 끝의 생장이 억제되고 둥근 형태로 부풀었다. 에틸렌의 전구물질인 ACC를 뿌리 끝에 처리하여도 굴중성 반응이 억제되었다. Oryzalin의 작용과 에틸렌 생성에 대한 관련성을 연구하기 위하여 oryzalin 처리 후 에틸렌 생성을 측정하였다. Oryzalin 처리에 의해 ACC oxidase와 ACC synthase의 활성이 증가되어 에틸렌 생성이 촉진되었다. Oryzalin은 ACO와 ACS의 유전자의 발현도 증가 시켰다. Indole-3-acetic acid (IAA)는 굴중성 반응 동안 관찰되는 비 대칭적 신장에 중요한 역할을 한다. 이러한 연구 결과는 oryzalin이 뿌리 끝에서 IAA transport를 억제하여 뿌리 신장대의 윗면과 아랫면의 IAA 양의 차이를 감소시키고, 또한 에틸렌 생성을 촉진하며 미세소관의 배열을 방해하여 뿌리 글중성과 생장을 억제할 가능성을 제시하고 있다.