고랭지 여름배추의 고온장해원인을 구명하기 위하여 표고별로 배추시료를 채취하여 Hsp, 엽온 분포 및 무기성분 함량을 조사하였다. Hsp는 표고가 낮고 과비를 한 배추 잎에서 더 많이 발현되었고 엽온도 표고 1,100 m에서 재배한 정상적인 배추보다 생리장해를 받은 배추에서 훨씬 더 높았다. 또한 배추 잎에서 즙액 중의 $NO_3-N$ 및 산분해한 CaO 함량만 낮았을 뿐 질소, 인산, 칼리, 고토 등과 같은 대부분의 무기성분 함량은 정상적인 배추보다 훨씬 높았다. 이상의 결과로 볼 때, 표고가 낮은 지대에서 발생하는 배추의 생리장해는 고온이 주원인이므로 해발고도에 따라 배추재배시기를 조절하여야 되며, 특히 과다한 비료를 표층시비하면 고온장해를 가중시킬 우려가 있으므로 반드시 토양검정에 의하여 적정량의 비료를 시용해야 고온장해를 경감시킬 수 있을 것으로 판단된다.
고랭지 여름배추의 고온장해원인을 구명하기 위하여 표고별로 배추시료를 채취하여 Hsp, 엽온 분포 및 무기성분 함량을 조사하였다. Hsp는 표고가 낮고 과비를 한 배추 잎에서 더 많이 발현되었고 엽온도 표고 1,100 m에서 재배한 정상적인 배추보다 생리장해를 받은 배추에서 훨씬 더 높았다. 또한 배추 잎에서 즙액 중의 $NO_3-N$ 및 산분해한 CaO 함량만 낮았을 뿐 질소, 인산, 칼리, 고토 등과 같은 대부분의 무기성분 함량은 정상적인 배추보다 훨씬 높았다. 이상의 결과로 볼 때, 표고가 낮은 지대에서 발생하는 배추의 생리장해는 고온이 주원인이므로 해발고도에 따라 배추재배시기를 조절하여야 되며, 특히 과다한 비료를 표층시비하면 고온장해를 가중시킬 우려가 있으므로 반드시 토양검정에 의하여 적정량의 비료를 시용해야 고온장해를 경감시킬 수 있을 것으로 판단된다.
The objective of this study was to assess the regime of heat shock protein and leaf temperature caused by high temperature stress in chinese cabbage grown in alpine region. In monsoon period, high temperature and heavy rain have caused a stress condition for the cultured higher plants. Chinese cabba...
The objective of this study was to assess the regime of heat shock protein and leaf temperature caused by high temperature stress in chinese cabbage grown in alpine region. In monsoon period, high temperature and heavy rain have caused a stress condition for the cultured higher plants. Chinese cabbages were grown in different altitude, i.e. 600 m and 1,100 m. It was demonstrated that heat shock protein (Hsp 90) in alpine chinese cabbage leaf was actively expressed by high temperature and surplus nitrogen application. As a results of thermo-graphically observed leaf temperatures, chinese cabbage grown in high altitude region were ranged from 20.5 to $24.3^{\circ}C$ while in low altitude from 24.0 to $31.5^{\circ}C$. Furthermore, analysis of assimilated nutrients indicated that total nitrogen content was higher in plant grown under high temperature than under low temperature.
The objective of this study was to assess the regime of heat shock protein and leaf temperature caused by high temperature stress in chinese cabbage grown in alpine region. In monsoon period, high temperature and heavy rain have caused a stress condition for the cultured higher plants. Chinese cabbages were grown in different altitude, i.e. 600 m and 1,100 m. It was demonstrated that heat shock protein (Hsp 90) in alpine chinese cabbage leaf was actively expressed by high temperature and surplus nitrogen application. As a results of thermo-graphically observed leaf temperatures, chinese cabbage grown in high altitude region were ranged from 20.5 to $24.3^{\circ}C$ while in low altitude from 24.0 to $31.5^{\circ}C$. Furthermore, analysis of assimilated nutrients indicated that total nitrogen content was higher in plant grown under high temperature than under low temperature.
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제안 방법
1976). Hsp 분석을 위하여 분획된두 단백질은 SDS-PAGE를 이용하여 단백질을 분리한 후, Hsp anti-body를 이용한 immuno- blotting을 통해 여름배추 잎의 고온장해에 대한 Hsp 발현량을 조사하였다.
고랭지 여름배추의 고온장해 원인을 구명하기 위하여 2000년 9월 4일 강원도 정선군 민둥산과 태백시 매봉산의 고랭지 채소단지에서 표고별로 배추시료를 채취하여 Hsp 발현양상, 엽온 분포 및 식물체의 무기성분 함량을 조사하였다. Hsp 발현량 조사는 Dieter 법에 의거하여 (Dieter et al.
고랭지 여름배추의 고온장해원인을 구명하기 위하여 표고별로 배추시료를 채취하여 Hsp, 엽온 분포 및 무기성분 함량을 조사하였다. Hsp는 표고가 낮고 과비를 한 배추 잎에서 더 많이 발현되었고 엽온도 표고 1.
따라서 본 시험에서는 표고 600 m와 1.100 m에서 배추시료를 채취하여 heat shock protein (Hsp) 발현양상과 잎의 무기성분 함량의 검정을 통하여 고랭지 여름배추의 고온 및 비료 과다 시용에 따른 생리장해 원인을 해석하였다.
100 m 이상에서 재배되고 있는 배추는 생육이 정상적이 었던 반면 표고 600 m 이 하에서 는 겉잎 갈변괴사 등과 같은 각종 생리장해 및 병충해가 발생하여 상품성을 상실하였다. 또한 비료 시용량이 과다하여 auger로 토양 시료를 채 취 하였을 때 수확기 까지 도 미 분해된 비료가잔존하였다.
배추 잎 및 포장군락의 엽온 분포 Hsp 분석용 시료채취 당시 현지에서 열적외선카메라로 배추 1개체 및 포장전체 군락의 엽온을 촬영하였다. 배추 잎의 온도는 Fig.
엽온은 현지에서 열적외선카메라로 백그라운드 온도 차이에 의해 유발되는 온도 편차를 최소화하기 위하여 직사광선을 등지고 촬영자와 시료간의 거리를 동일하게 하여 촬영하였다. 식물체의 무기성분 함량은 즙액과 산분해액을 분석하였다.
대상 데이터
CaO 및 MgO 함량은 추출액 자체를 inductively coupled plasma spectrometer로 즉정하였다 (NIAST, 1988). 배추시료는 평지에서 배추를 재배하기 어려운 시기인 6월 중순경에 정식하고 8월 말부터 9월 조순경에 줄하하는 고랭지 배 주를 수확기에 채취하였다.
100 m 및 600 m에서 배추 시료를 채취하여 Hsp90을 immuno blotting한 이미지이다. 온도가 높을 때 주로 발현되는 Hsp는 Hsp60, 70, 90 등 몇 종류가 있지만 본 시험에서는 시금치에서 추출한 Hsp90을 사용하였다 (Low et al., 2000). Hsp90은 표고 1, 100 m에서 재배된 배추잎에서는 발현정도가 매우 적었으나 고온 또는 고온+과비로 추정되는 표고 600 m에서 채취한 배추 잎에서는 Fig.
이론/모형
산분해는 HC1O4 + H2SO4 용액으로 하였다. 두 방법 모두 질소는 micro kjeldahl 증류법, 즙액의 N6-Ne Brucin 법, 인산은 ammonium meta vanadate에 의한 비색법으로 분석하였고, K2O. CaO 및 MgO 함량은 추출액 자체를 inductively coupled plasma spectrometer로 즉정하였다 (NIAST, 1988).
2% Triton X-100 이 포함되었다. 추출된 상등액은 Bradford 법에 의하여 정량분석 하였다 (Bradford. 1976). Hsp 분석을 위하여 분획된두 단백질은 SDS-PAGE를 이용하여 단백질을 분리한 후, Hsp anti-body를 이용한 immuno- blotting을 통해 여름배추 잎의 고온장해에 대한 Hsp 발현량을 조사하였다.
성능/효과
분포 및 무기성분 함량을 조사하였다. Hsp는 표고가 낮고 과비를 한 배추 잎에서 더 많이 발현되었고 엽온도 표고 1.100 m에서 재배한 정상적인 배추보다 생리장해를 받은 배추에서 훨씬 더 높았다. 또한 배추 잎에서 즙액 중의 N6-N 및 산분해한 CaO 함량만 낮았을 뿐 질소, 인산.
배추 생육 상황 매봉산 및 민둥산 고랭지채소단지의 여름배추 생육상황을 보면 표고 1.100 m 이상에서 재배되고 있는 배추는 생육이 정상적이 었던 반면 표고 600 m 이 하에서 는 겉잎 갈변괴사 등과 같은 각종 생리장해 및 병충해가 발생하여 상품성을 상실하였다. 또한 비료 시용량이 과다하여 auger로 토양 시료를 채 취 하였을 때 수확기 까지 도 미 분해된 비료가잔존하였다.
배추 잎의 온도는 Fig. 2와 3에서 보는 바와 같이 1개엽 및 군락전체의 엽온은 모두 표고 1, 100 m에서 재배된 정상적인 배추보다는 표고 600 m에서 재배하여 생리장해를 받은 배추에서 엽온이 훨씬 높았다. 이 엽온 분포를 도표로 나타낸 결과 정상생육 배추 (표고 1.
2와 3에서 보는 바와 같이 1개엽 및 군락전체의 엽온은 모두 표고 1, 100 m에서 재배된 정상적인 배추보다는 표고 600 m에서 재배하여 생리장해를 받은 배추에서 엽온이 훨씬 높았다. 이 엽온 분포를 도표로 나타낸 결과 정상생육 배추 (표고 1.100 m) 1개엽의 온도분포는 20.5-243C 범위에 있는 반면, 생리장해로 추정되는 배추 (표고 600 m)의 엽온은 24.0-31.5℃ 범위에 있었으며 포장 전체 의 엽 온도 1개엽 의 온도분포와 유사한 결과를 보였다 (열적 외선카메라에 나타난 온도분포는 적색>황색>녹색>보라색 순으로 높음).
1+H2SO4 산분해한 액에서 식물체의 무기성분 함량을 조사한 성적이다. 표고 600 이에서 재배한 장해배추는 정상 배추에 비하여 즙액중의 질산태 질소 함량과 석회 함량만 낮았을 뿐 총 질소를 비롯한 모든 성분의 함량이 높았다. 여름철 고랭지 배추는 겉잎이 말라서 오그라드는 피해를 입는다.
후속연구
이상의 결과로 볼 때. 표고가 낮은 지대에서 발생하는 배추의 생리장해는 고온이 주원인이므로 해발고도에 따라 배추재배시기를 조절하여야 되며, 특히 과다한 비료를 표층시비하면 고온장해를 가중시킬 우려가 있으므로 반드시 토양검정에 의하여 적정량의 비료를 시용해야 고온장해를 경감시킬 수 있을 것으로 판단된다.
참고문헌 (11)
Anthony A. G., and P. V. Viitanen. 1994. Structural and functional aspects of chaperonin mediated protein folding. Plant Mol. Biol. 45:469-491
Bradford, M. M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem. 72:248-254
Dieter, M., B. Lorenz, W. E. G. Muller, K. Unger, and H. C. Schroder. 1994. Preparation and use of polyphosphate-modified zirconia for purification of nucleic acids and proteins. Anal. Biochem. 216:118-126
Fujimasa, I. 1998. Pathophysiological expression and analysis of far infrared thermal image. IEEE Eng. Med. Biol. 17:34-42
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Low, D., K. Brandle, L. Nover, and C. Forreiter. 2000. Cytosolic heat-stress protein Hsp 17.7 class I and Hsp 17.3 class II of tomato act molecular chaperones in vivo. Planta 211:575-582
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