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옥수수 일차뿌리에서 oryzalin이 굴중성 반응과 에틸렌 생성에 미치는 효과
Effect of Oryzalin on the Gravitropic Response and Ethylene Production in Maize Roots 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.25 no.11 = no.187, 2015년, pp.1223 - 1229  

김충수 (안동대학교 생명과학과) ,  티모시 멀키 (인디애나 주립대학교 생물학과) ,  김종식 (안동대학교 생명과학과) ,  김순영 (안동대학교 생명과학과)

초록
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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.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Oryzalin is a dinitroaniline herbicide, which disrupts the arrangement of microtubules. Microtubules and microfilaments are cytoskeletal components that are thought to play a role in the sedimentation of statoliths and the formation of cell walls. Statoliths regulate the perception of gravity by col...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • In these studies, oryzalin inhibited both gravitropic curva- ture and growth of maize roots when oryzalin was applied to the root tip, and increased the ethylene production via activation of ACO and ACS. However, oryzalin applied to the elongation zone of the root did not affect the gravitropic response and root growth at all.
  • In this research, we examine the effect of oryzalin on the gravitropic response since microtubule is involved in sed- imentation of amyloplast, which move downward of the cell according to the gravity. According to Schwuchow and Sack [16], amiprophos-methyl and cytochalasin D, inhibitors of plant microtubule polymerization, increase the plastid sed- imentation in the protonema of Ceratodon.
  • To confirm this result, we determined whether oryzalin activates the expression of the ACO and ACS gene through conducting RT-PCR. The expression level of ACS and ACO was increased by 10-6 M and 10-4 M oryzalin, respectively (Fig.

대상 데이터

  • Chemicals to be tested were incorporated into agar blocks (0.6% agar; 1 mm3). The agar blocks were applied to the root tip and the seedling oriented horizontal or vertical in a chamber with near saturating humidity (>98%).

데이터처리

  • fewer than 40 primary roots each. To test for significance at p values of <0.05, the data mean values were calculated according to Students t-test.

이론/모형

  • ACS activity was determined by the modified method of Woester et al [19]. After incubation, root segments were ground on ice with potassium phosphate buffer (pH 8.
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참고문헌 (21)

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  20. Yuan, M., Shaw, P. J., Warn, R. M. and Lloyd, C. W. 1994. Dynamic reorientation of cortical microtubules, from transverse to longitudinal, in living plant cell. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91, 6050-6053. 

  21. Zarembinski, T. I. and Theologis, A. 1994. Ethylene biosynthesis and action: a case of conservation. Plant Mol. Biol. 26, 1579-1597. 

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