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문제 정의
- 그러므로 ABA를 직접 포도 과방에 처리하여 과피내 ABA 수준을 높여준다면 안토시아닌의 생합성이 촉진되리란 것에 초점을 맞춰 ABA의 적절한 처리 농도와 관련한 많은 연구결과[5, 12]가 발표되고 있으나, ABA의 적절한 처리 시기에 관한 연구결과는 아직도 미진한 실정이다. 따라서 본 실험은 포도 '거봉'의 착색을 촉진하기 위하여 ABA를 사용함에 있어 ABA의 적절한 처리 시기와 처리 횟수를 알아보고자 본실험을 수행하였다.
- 포도 '거봉'의 착색을 조장하기 위해 적절한 ABA의 처리 시기와 처리 횟수를 알아보기 위하여 본 실험을 수행한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. PAL 효소의 활성은 변색기 처리구와 변색기 10일 후 처리구에서 활성이 높은 것으로 나타났으며, 변색기 10일 후 처리구가 변색기 처리구보다 약간 더 높은 효소 활성을 나타냈다.
제안 방법
- 변색기(veraison)는 과실 내 종자의 경도와 색깔, 그리고 과실이 착색되기 시작하는 시점으로 판단하였으며, 만개 후 착립이 안정될 즈음에 각각의 실험 과방을 40립으로 적립하였다. 1과 방을 1반복으로 하여 4반복을 두었으며, ABA 용액의 처리는 변색기 (8월 5일)를 기준으로 하여 ABA 1000 mg/l 용액을 변색기 10일 전, 변색기, 변색기 10일 후에 각각 1회 처리하였으며, 동시에 변색기와 변색기 10일 후의 2회 처리구도 두었다. ABA 용액 처리 후 10일 간격으로 수확하여 PAL 활성, 안토시아닌 함량과 HPLC를 이용하여 가용성당의 경시적인 변화를 다음과 같이 측정하였다.
- 1과 방을 1반복으로 하여 4반복을 두었으며, ABA 용액의 처리는 변색기 (8월 5일)를 기준으로 하여 ABA 1000 mg/l 용액을 변색기 10일 전, 변색기, 변색기 10일 후에 각각 1회 처리하였으며, 동시에 변색기와 변색기 10일 후의 2회 처리구도 두었다. ABA 용액 처리 후 10일 간격으로 수확하여 PAL 활성, 안토시아닌 함량과 HPLC를 이용하여 가용성당의 경시적인 변화를 다음과 같이 측정하였다.
- 본 실험에 사용된 공시 재료는 10년생 '거봉' 포도로서, ABA 처리에 들어가기 전 결과 지당 2송이를 남기고 그 외의 송이는 솎아낸 다음 그중 1송이만을 실험에 이용하였으며, 덧송이를 제거하고, 상단의 지경과 수축의 끝 부분도 절단하여 약 8 cm가 되도록 하였다. 변색기(veraison)는 과실 내 종자의 경도와 색깔, 그리고 과실이 착색되기 시작하는 시점으로 판단하였으며, 만개 후 착립이 안정될 즈음에 각각의 실험 과방을 40립으로 적립하였다. 1과 방을 1반복으로 하여 4반복을 두었으며, ABA 용액의 처리는 변색기 (8월 5일)를 기준으로 하여 ABA 1000 mg/l 용액을 변색기 10일 전, 변색기, 변색기 10일 후에 각각 1회 처리하였으며, 동시에 변색기와 변색기 10일 후의 2회 처리구도 두었다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 공시 재료는 10년생 '거봉' 포도로서, ABA 처리에 들어가기 전 결과 지당 2송이를 남기고 그 외의 송이는 솎아낸 다음 그중 1송이만을 실험에 이용하였으며, 덧송이를 제거하고, 상단의 지경과 수축의 끝 부분도 절단하여 약 8 cm가 되도록 하였다. 변색기(veraison)는 과실 내 종자의 경도와 색깔, 그리고 과실이 착색되기 시작하는 시점으로 판단하였으며, 만개 후 착립이 안정될 즈음에 각각의 실험 과방을 40립으로 적립하였다.
이론/모형
- 가용성당의 분석은 high performance liquid chromatography (HPLC)를 이용하였다. 과육 5 g에 증류수 20 ml를 넣어 homogenizer로 마쇄한 후 5,000 rpm에서 10분간 원심분리하여 상등액을 취한 다음 Sep-Pak plus C18 cartridge를 사용하여, 다시 0.
성능/효과
- 변색기와 변색기 10일 후의 2회 처리구에서 안토시아닌 함량 증가가 가장 높아 최종 수확기에 가서는 무처리구에 비해 5배 이상, 1회 처리구에 비해서는 2배 정도 많았다. 1회 및 2회 ABA 처리구 모두 과당과 포도당 함량 공히 무처리구에 비해 약간 높은 경향을 나타냈지만 그다지 큰 차이는 없었다.
- ABA 농도를 1000 mg/l로 하여 변색기 10일전, 변색기, 변색기 10일후로 구분하여 각 시기별로 ABA를 처리한 결과, 과방중과 과립중, 가용성고형물과 적정산 함량은 거의 유의차가 없는 것으로 나타났다(data 미제시).
- ABA의 처리가 안토시아닌의 생합성을 증대시킨다는 것은 앞서의 실험 결과에서도 나타난 것으로, 변색기 1회 처리는 수확기에 갈수록 안토시아닌의 생합성 속도가 점차 둔화되는 경향이 있었으나, 2회 처리에 의해 안토시아닌의 생합성 속도가 가파르게 이어져 변색기 이후의 ABA 추가 처리는 안토시아닌 함량을 증가시키는 데 매우 유효하였다.
- PAL 효소의 활성은 각 처리 구 공히 증가하다가 감소하는 경향을 보였으며, 무처리 구의 경우는 그 증감의 폭이 작았고, 1회 처리구는 처리 이후 급속히 증가하였다가 다시 급격히 감소하였으나 최종 수확기에 가서도 무처리구에 비해 높은 활성을 유지하였다. 또한 2회 처리구는 변색기 10일 후의 2회째 처리 이후에도 급속한 PAL 효소 활성 증가가 이어져 다른처 리구에 비해 높은 활성을 나타내다가 감소하였으며, 최종 수확기에서도 비교적 상당히 높은 효소 활성을 보였다 (Fig.
- 포도 '거봉'의 착색을 조장하기 위해 적절한 ABA의 처리 시기와 처리 횟수를 알아보기 위하여 본 실험을 수행한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. PAL 효소의 활성은 변색기 처리구와 변색기 10일 후 처리구에서 활성이 높은 것으로 나타났으며, 변색기 10일 후 처리구가 변색기 처리구보다 약간 더 높은 효소 활성을 나타냈다. 안토시아닌 함량은 각 처리구 공히 생육기간 동안 계속 증가하는 경향을 보였고, 모든 ABA 처리구는 무처리구에 비해 훨씬 높은 안토시아닌 함량을 나타내었으며, 변색기 10일 후 처리구에서 가장 높은 안토시아닌 함량을 나타내었다.
- PAL 효소의 활성은 처리시기에 따라 상당히 다른 양상을 나타내었는데, 무처리구는 변색기 이후 효소 활성의 변화폭이 상당히 적은 반면, 변색기 10일전 처리구는 변색기에서 높은 효소 활성을 나타내다가 계속 감소하여 최종수확기에 가서는 무처리구와 거의 비슷한 효소 활성을 나타내었다. 변색기 처리구는 활성이 처리후 급속히 증가하다가 점차 감소하였으며, 변색기 10일후 처리구도 역시 변색기 처리구와 비슷한 양상을 보였으나 변색기 처리구보다 약간 더 높은 효소 활성을 나타냈다(Fig.
- 안토시아닌 함량은 각 처리구 공히 생육기간 동안 계속 증가하는 경향을 보였고, 모든 ABA 처리구는 무처리구에 비해 훨씬 높은 안토시아닌 함량을 나타내었으며, 변색기 10일 후 처리구에서 가장 높은 안토시아닌 함량을 나타내었다.가용성당 함량에 있어서 과당과 포도당만이 검출되었으며, 처리 구간에 함량의 차가 그다지 크지 않았다. 처리 횟수에 있어서 PAL 효소의 활성은 각 처리구 공히 증가하다가 감소하는 경향을 보였으며, 2회 처리구는 변색기 10일 후의 2회째 처리 이후에도 급속한 PAL 효소 활성 증가가 이어져 최종 수확기에서도 비교적 상당히 높은 효소 활성을 보였다.
- 가용성당 함량에 있어서 역시 자당은 검출되지 않았으며, 과당과 포도당이 검출되었는데, 과당과 포도당 함량 또한 생육기간 내내 지속적으로 증가하였으나 처리 구간에 함량의 차가 그다지 크지 않았다. 다만 무처리구나 변색기 10일 전 ABA 처리구에 비해 변색기 처리구와 변색기 10일 후 처리구가 약간 높은 과당과 포도당 함량을 나타내었다 (Fig.
- 과당과 포도당 함량에 있어서 모든 처리구에서 과실생장 기간 내내 함량의 증가가 이루어졌고, 1회 및 2회 처리구 모두 과당과 포도당 함량 공히 무처리구에 비해 약간 높은 경향을 나타냈지만 그다지 눈에 띄는 변화의 양상을 보이지는 않았다 (Fig. 7, 8).
- 안토시아닌 함량은 각 처리구 공히 생육기간 동안 계속 증가하는 경향을 보였고, 모든 ABA 처리구는 무처리구에 비해 훨씬 높은 안토시아닌 함량을 나타내었다. 그러나 변색기 10일 전 처리구는 변색기 처리구나 변색기 10일 후 처리구에 비해 안토시아닌 함량의 증가가 작았으며, 변색기 처리구는 ABA 처리 후 급속한 안토시아닌 함량의 증가가 이루어져 최종 수확기에 가서는 무처리구에 비해 2.5배 이상의 안토시아닌 함량을 나타내었다. 또한 변색기 10일 후 처리구는 처리의 시기가 늦었음에도 불구하고 안토시아닌 함량의 증가가 가파르게 이루어져 최종 수확기에 가서는 오히려 변색기 처리구에 비해 약간 더 높은 함량을 나타내었다 (Fig.
- PAL 효소의 활성은 각 처리 구 공히 증가하다가 감소하는 경향을 보였으며, 무처리 구의 경우는 그 증감의 폭이 작았고, 1회 처리구는 처리 이후 급속히 증가하였다가 다시 급격히 감소하였으나 최종 수확기에 가서도 무처리구에 비해 높은 활성을 유지하였다. 또한 2회 처리구는 변색기 10일 후의 2회째 처리 이후에도 급속한 PAL 효소 활성 증가가 이어져 다른처 리구에 비해 높은 활성을 나타내다가 감소하였으며, 최종 수확기에서도 비교적 상당히 높은 효소 활성을 보였다 (Fig. 5).
- 5배 이상의 안토시아닌 함량을 나타내었다. 또한 변색기 10일 후 처리구는 처리의 시기가 늦었음에도 불구하고 안토시아닌 함량의 증가가 가파르게 이루어져 최종 수확기에 가서는 오히려 변색기 처리구에 비해 약간 더 높은 함량을 나타내었다 (Fig. 2).
- PAL 효소의 활성이 성숙의 시점과 관련되어 있다는 것은 주지의 사실로서, 변색기 10일전 처리구의 경우에 있어서 첫 수확기 (8월 5일)인 변색기에 높은 활성을 보인 것은 성숙과 관련된 페놀화합물의 생합성, 주로 안토시아닌의 생합성이 시작되어 성숙의 개시 시점이 앞당겨졌음을 나타내는 것으로 보이나, 그 활성이 다른 ABA 처리구에 비해 그리 높지 않음은 적절한 시기가 되지 못한다는 것을 의미하는 것으로 생각되었다. 또한 여기에서 특이할만한 점은 변색기 10일후의 처리에 있어서 변색기 처리구보다 약간 더 높은 효소 활성을 나타냈다는 것으로서, 이는 성숙의 속도가 그만큼 빨라졌으며, 처리시기는 변색기를 기준으로 그 이후에는 처리의 효과가 인정되는 것으로 사료된다.
- PAL 효소의 활성은 처리시기에 따라 상당히 다른 양상을 나타내었는데, 무처리구는 변색기 이후 효소 활성의 변화폭이 상당히 적은 반면, 변색기 10일전 처리구는 변색기에서 높은 효소 활성을 나타내다가 계속 감소하여 최종수확기에 가서는 무처리구와 거의 비슷한 효소 활성을 나타내었다. 변색기 처리구는 활성이 처리후 급속히 증가하다가 점차 감소하였으며, 변색기 10일후 처리구도 역시 변색기 처리구와 비슷한 양상을 보였으나 변색기 처리구보다 약간 더 높은 효소 활성을 나타냈다(Fig. 1).
- 처리 횟수에 있어서 PAL 효소의 활성은 각 처리구 공히 증가하다가 감소하는 경향을 보였으며, 2회 처리구는 변색기 10일 후의 2회째 처리 이후에도 급속한 PAL 효소 활성 증가가 이어져 최종 수확기에서도 비교적 상당히 높은 효소 활성을 보였다. 변색기와 변색기 10일 후의 2회 처리구에서 안토시아닌 함량 증가가 가장 높아 최종 수확기에 가서는 무처리구에 비해 5배 이상, 1회 처리구에 비해서는 2배 정도 많았다. 1회 및 2회 ABA 처리구 모두 과당과 포도당 함량 공히 무처리구에 비해 약간 높은 경향을 나타냈지만 그다지 큰 차이는 없었다.
- 3, 4).본 실험에서는 또한 ABA 1000 mg/l을 변색기 1회, 그리고 변색기와 변색기 10일 후 2회 처리하여 ABA의 처리 회수에 따른 10년생 포도 '거봉'의 과실생장과 성분 변화를 조사하였는데, 과방 중과 과립중, 가용성 고형물, 적정산 함량은 각 처리구 공히 거의 차이가 없었다(data 미제시).
- 이는 변색기 이후 어느 정도 착색이 진행되고 있는 상태에서 ABA를 처리하여 주면 착색이 전혀 진행되고 있지 않은 때보다 빠르게 안토시아닌의 생성이 이루어지기 때문으로 변색기 이후의 처리는 보다 많은 안토시아닌의 생성을 촉진할 수 있다는 가능성을 시사하고 있는 것이다. 본 실험에서도 변색기 10일 후의 처리는 변색기 처리보다 더욱 빠른 속도로 안토시아닌의 생성이 이루어져 변색기 처리 구보다 오히려 약간 더 높은 안토시아닌 함량을 나타내었다. 그러므로 변색기 이후 과실의 성숙이 진행되는 시기 중에는 ABA를 처리하여 착색에 커다란 효과를 볼 수 있으 것으로 사료된다.
- 안토시아닌 함량은 각 처리구 공히 생육기간 동안 계속 증가하는 경향을 보였고, 모든 ABA 처리구는 무처리구에 비해 훨씬 높은 안토시아닌 함량을 나타내었다. 그러나 변색기 10일 전 처리구는 변색기 처리구나 변색기 10일 후 처리구에 비해 안토시아닌 함량의 증가가 작았으며, 변색기 처리구는 ABA 처리 후 급속한 안토시아닌 함량의 증가가 이루어져 최종 수확기에 가서는 무처리구에 비해 2.
- PAL 효소의 활성은 변색기 처리구와 변색기 10일 후 처리구에서 활성이 높은 것으로 나타났으며, 변색기 10일 후 처리구가 변색기 처리구보다 약간 더 높은 효소 활성을 나타냈다. 안토시아닌 함량은 각 처리구 공히 생육기간 동안 계속 증가하는 경향을 보였고, 모든 ABA 처리구는 무처리구에 비해 훨씬 높은 안토시아닌 함량을 나타내었으며, 변색기 10일 후 처리구에서 가장 높은 안토시아닌 함량을 나타내었다.가용성당 함량에 있어서 과당과 포도당만이 검출되었으며, 처리 구간에 함량의 차가 그다지 크지 않았다.
- 안토시아닌 함량은 과실생장기간 동안 무처리 구의 경우 다른 처리구에 비해 증가의 폭이 완만하였고, 1회 처리구의 경우 ABA 처리 이후 급속한 안토시아닌 함량의 증가가 이루어지다가 그 증가의 폭이 최종 수확기로 가면서 둔화되는 경향을 보였으며, 2회 처리구는 함량 증가의 양상이 매우 가파르게 이어져 최종 수확기에 가서는 무처리구에 비해 5배 이상, 1회 처리구에 비해서는 2배 정도의 안토시아닌 함량을 나타내었다 (Fig. 6).
- 앞서의 처리 시기에 따른 실험의 결과를 토대로 변색기 이후의 ABA 추가 처리는 PAL 효소 활성을 보다 높일 것으로 예상되었으며, 본 실험에서도 그와 일치하는 결과를 얻을 수 있었다. 변색기와 변색기 10일 후의 2회 처리에 의해 PAL 활성의 증가가 변색기 1회 처리구에 비해 훨씬 높았다는 것은 PAL 효소와 관련된 경로의 대사산물의 생성 속도가 보다 빠르게 되었다는 것을 의미하는 것으로, 성숙과 관련된 페놀 화합물, 주로 안토시아닌의 생합성이 그만큼 빠르게 진행될 것이고, 또한 성숙도 빠르게 진행될 것이라 기대할 수 있어 수확기를 앞당길 수 있으리라 기대된다.
- 이상의 결과로부터 ABA의 외생적 처리는 과실의 착색 증진에 매우 유효하며, 처리 시기는 변색기 이후가 적당한 것으로 나타났으며, 처리 회수에 있어서 2회 처리가 더욱 좋은 효과를 나타냈다.
- 가용성당 함량에 있어서 과당과 포도당만이 검출되었으며, 처리 구간에 함량의 차가 그다지 크지 않았다. 처리 횟수에 있어서 PAL 효소의 활성은 각 처리구 공히 증가하다가 감소하는 경향을 보였으며, 2회 처리구는 변색기 10일 후의 2회째 처리 이후에도 급속한 PAL 효소 활성 증가가 이어져 최종 수확기에서도 비교적 상당히 높은 효소 활성을 보였다. 변색기와 변색기 10일 후의 2회 처리구에서 안토시아닌 함량 증가가 가장 높아 최종 수확기에 가서는 무처리구에 비해 5배 이상, 1회 처리구에 비해서는 2배 정도 많았다.
후속연구
- 앞서의 처리 시기에 따른 실험의 결과를 토대로 변색기 이후의 ABA 추가 처리는 PAL 효소 활성을 보다 높일 것으로 예상되었으며, 본 실험에서도 그와 일치하는 결과를 얻을 수 있었다. 변색기와 변색기 10일 후의 2회 처리에 의해 PAL 활성의 증가가 변색기 1회 처리구에 비해 훨씬 높았다는 것은 PAL 효소와 관련된 경로의 대사산물의 생성 속도가 보다 빠르게 되었다는 것을 의미하는 것으로, 성숙과 관련된 페놀 화합물, 주로 안토시아닌의 생합성이 그만큼 빠르게 진행될 것이고, 또한 성숙도 빠르게 진행될 것이라 기대할 수 있어 수확기를 앞당길 수 있으리라 기대된다.
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