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수분스트레스에 의한 케일 내 글루코시놀레이트 변화
Variations of glucosinolates in kale leaves (Brassica oleracea var. acephala) treated with drought-stress in autumn and spring seasons 원문보기

농업과학연구 = CNU Journal of agricultural science, v.42 no.3, 2015년, pp.167 - 175  

정나래 (충남대학교 생물환경화학과) ,  천진혁 (충남대학교 생물환경화학과) ,  박은재 (충남대학교 생물환경화학과) ,  임예훈 (충남대학교 생물환경화학과) ,  김선주 (충남대학교 생물환경화학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The present study aimed to investigate the effects of drought stress on the accumulation of glucosinolates (GSLs) in the leaves of Kale cultivated in autumn and spring. HPLC analysis guided to identify seven GSLs including progoitrin, glucoraphanin, sinigrin, gluconapin, glucobrassicin, 4-methoxyglu...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 16시간이 지난 후 초순수(0.5 mL × 3회)로 2.0 mL-Eppendorf tube에 DS-GSLs를 용출시켰다.
  • 수분 증발과 햇빛의 차단을 위해 물에 적신 신문지로 덮어 그늘로 옮겼다. 22 DAS (days after sowing)에 상태가 좋은 묘를 골라내어 흙을 채운 중형포트에 이식하였다. 그 후 2번 중간에 복합비료를 각 2g씩 분말 후에 추비하였다(13년 10월 25일, 11월 10일) 그리고 물은 각 포트 당 2일 간격으로 400 mL씩 수돗물을 주었다.
  • DS-GSLs의 분석은 1200 series HPLC system (Agilent Technologies, CA, USA)를 사용하였고, 분석 칼럼은 Inertsil ODS-3 column (150 ⨯ 3.0 mm I.d., particle size 3 μm)를 사용하였으며 가드 칼럼으로는 Inertsil ODS-2 Cartridge Guard column E (10 ⨯ 2.0 mm I.d., particle size 5 μm) (GL Science, Tokyo, Japan)를 사용하였다.
  • GSL 동정 및 정량은 식물환경생리실험실 자료를 참고하여 7종의 GSLs (progoitrin, glucoraphanin, sinigrin, gluconapin, glucobrassicin, methoxyglucobrassicin, neoglucobrasscin)를 분리 및 동정하였다(Table 1). HPLC를 통하여 케일 'TBC'의 GSLs를 분석한 결과(Fig.
  • 총 GSL 함량 중 sinigrin이 가장 높은 비율(45%)을 보였고, progoitrin (24%)이 그 다음 순이었다. [가을실험] 파종(8월 22일) 후, 99일을 기점으로 수분스트레스 처리구(+)과 비처리구(-)로 설정하여 2일 간격으로 99, 101, 103, 105 DAS에 수확하였다. GSL 함량 범위는 처리구에서 3.
  • [봄 실험] 파종(2월 20일) 후, 69일을 기점으로 처리구 (+)와 비처리구(-) 로 설정하여 5일 간격으로 69, 74, 79, 84, 89 DAS에 수확하였다. 총 GSL 함량 범위는 처리구(+)에서 1.
  • 가을과 봄 2차례 재배한 케일(‘TBC’)에 수분스트레스를 처리하여 글루코시놀레이트(glucosinolates, GSLs)변화를 조사하였다.
  • 각 GSL 성분은 외부표준물질인 sinigrin (0.5 mg/ 5 mL, DS-sinigrin(분자량 279)의 HPLC 크로마토그램의 피크 면적(area)과 각 성분피크의 면적을 비교하고 그 값에 response factor (ISO 9167-1, 1992; Clarke, 2010)를 곱하여 정량화(μmol/g DW)하였다.
  • 22 DAS (days after sowing)에 상태가 좋은 묘를 골라내어 흙을 채운 중형포트에 이식하였다. 그 후 2번 중간에 복합비료를 각 2g씩 분말 후에 추비하였다(13년 10월 25일, 11월 10일) 그리고 물은 각 포트 당 2일 간격으로 400 mL씩 수돗물을 주었다. 재배기간은 총 105일로 수확은 2013년 11월 29일부터 12월 5일까지 99, 101, 103, 105 DAS, 2일 간격으로 하였다.
  • 즉 식물은 스트레스가 많은 환경조건에 노출되었을 때 자신을 보호하기 위한 방어 기작의 하나로써 이차대사산물을 생합성하여 식물체 내에 축적하게 된다. 그러므로 본 실험에서는 이차대사산물의 생합성을 촉진시키는 재배환경(수분스트레스)을 조절하여 케일의 glucosinolate 함량을 조사한다.
  • 5 g씩 추비하였다. 그리고 케일의 성장이 느려 55 DAS에 액비를 100배 희석하여 각 400 mL씩 추비하였으며 물은 각 포트 당 3일 간격으로 400 mL씩 수돗물을 주었다. 재배기간은 총 89일로 2014년 4월 29일부터 5월 19일까지 69, 74, 79, 84, 89 DAS, 5일 간격으로 수확하였다.
  • 동결 건조된 분말하여 시료 100 mg을 칭량후 2.0 mLEppendorf tube에 넣고 myrosinase의 불활성화를 위하여 70% (v/v) methanol (1.5 mL)를 넣고 진동혼합(vortex)을 하였다. 항온수조(70℃)에서 5분간 조(crude) GSLs를 추출하는 동안 2분 30초가 지나고 진동혼합을 한 번 더 해주었다.
  • 파종 후 34일에 상태가 좋은 묘를 골라내어 흙을 채운 중형포트에 이식하였다. 물 빠짐이 좋지 않아 수분스트레스 실험에 적합한 조건의 흙이 아니라고 판단되어 41 DAS에 펄라이트 : 흙 = 1 : 2의 부피로 다시 채운 중형포트에 다시 이식하고 50 DAS에 복합비료를 각 1.5 g씩 추비하였다. 그리고 케일의 성장이 느려 55 DAS에 액비를 100배 희석하여 각 400 mL씩 추비하였으며 물은 각 포트 당 3일 간격으로 400 mL씩 수돗물을 주었다.
  • 재배기간은 총 89일로 2014년 4월 29일부터 5월 19일까지 69, 74, 79, 84, 89 DAS, 5일 간격으로 수확하였다. 수확한 시료는 가을실험과 동일한 방법으로 동결건조한 후에 막자와 막자사발로 분말하였다.
  • 그 후 2번 중간에 복합비료를 각 2g씩 분말 후에 추비하였다(13년 10월 25일, 11월 10일) 그리고 물은 각 포트 당 2일 간격으로 400 mL씩 수돗물을 주었다. 재배기간은 총 105일로 수확은 2013년 11월 29일부터 12월 5일까지 99, 101, 103, 105 DAS, 2일 간격으로 하였다. 수확한 시료는 잎만 분리하여 -70℃ 급속 초저온 냉동고(SFDSF 12, Samwon Freezing Engineering Co.
  • 그리고 케일의 성장이 느려 55 DAS에 액비를 100배 희석하여 각 400 mL씩 추비하였으며 물은 각 포트 당 3일 간격으로 400 mL씩 수돗물을 주었다. 재배기간은 총 89일로 2014년 4월 29일부터 5월 19일까지 69, 74, 79, 84, 89 DAS, 5일 간격으로 수확하였다. 수확한 시료는 가을실험과 동일한 방법으로 동결건조한 후에 막자와 막자사발로 분말하였다.
  • , Ltd, Seoul, Korea)에서 구입하였고 2014년 2월 20일에 가을실험과 같이 파종하였다. 파종 후 34일에 상태가 좋은 묘를 골라내어 흙을 채운 중형포트에 이식하였다. 물 빠짐이 좋지 않아 수분스트레스 실험에 적합한 조건의 흙이 아니라고 판단되어 41 DAS에 펄라이트 : 흙 = 1 : 2의 부피로 다시 채운 중형포트에 다시 이식하고 50 DAS에 복합비료를 각 1.

대상 데이터

  • DEAE-Sephadex A-25는 GE Healthcare BioSciences AB (Uppsala, Sweden) 것을 사용하였고, Sodium acetate (NaC2H3O2·3H2O)은 Samchun Pure Chemical Co., Ltd. (Pyeongtaek, Korea)것을 사용하였다.
  • HPLC-grade acetonitrile (CH3CN)과 methanol (CH3OH)은 J.T Baker Chemical Co. (New Jersey, USA) 것을 사용하였다. DEAE-Sephadex A-25는 GE Healthcare BioSciences AB (Uppsala, Sweden) 것을 사용하였고, Sodium acetate (NaC2H3O2·3H2O)은 Samchun Pure Chemical Co.
  • (Pyeongtaek, Korea)것을 사용하였다. Sinigrin (2-propenyl GSL), aryl sulfatase (type H-1, EC 3.1.6.1)는 Sigma-Aldrich Chemical Co. (St Louis, MO, USA) 것을 사용하였다.
  • [가을 실험]의 케일 종자는 케일 ‘TBC'로 아시아종묘(Asia seed Co., Ltd, Seoul, Korea)에서 구입하였고 2013년 8월 22일에 충남대학교 농업생명과학대학 유리 온실에 파종하였다.
  • [봄 실험]의 케일 종자는 케일 ‘TBC'로 아시아종묘(Asia seed Co., Ltd, Seoul, Korea)에서 구입하였고 2014년 2월 20일에 가을실험과 같이 파종하였다.
  • 0 μL 주입하였다. 용매 A(초순수)와 용매 B (acetonitrile)를 이동상 용액으로 사용하다. 용매 B를 7분까지는 0 → 10%로 증가시키고, 16분까지는 10 → 31%를 증가시키고 19분까지 31%로 유지시킨다.

데이터처리

  • 각각의 시료는 HPLC를 분석하였고 분석 결과를 Microsoft Office Excel 2010을 이용하여 각 성분에 대한 함량의 평균값과 반복(n=3)의 표준편차(SD, standard deviation)를 구하였다. 통계처리 프로그램은 IBM SPSS 21 Statistics을 사용하였다.
  • 통계처리 프로그램은 IBM SPSS 21 Statistics을 사용하였다. 유의수준(P)은 0.05 이하로 설정하였고, 사후분석은 Tukey 방법으로 검정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
케일에 함유된 항암 물질은 무엇인가? acephala)의 원산지는 유럽이며, 배추과 중에서 야생 양배추(Brassica oleracea)에 가장 가까운 채소로써, 수세기 동안 사람과 가축에게 모두 식용으로 사용되어 왔다(Rosa and Heaney, 1996). 영양학적으로 케일은 항암 물질로 잘 알려진 글루코시놀레이트(glucosinolates)를 다량 함유하고 비타민 A, B, C와 무기질(칼슘, 인, 칼륨)이 풍부하다(Schmidt et al., 2010).
Glucosinolates의 전구체는 무엇인가? , 2001; Halkier and Gershenzon, 2006). GSLs의 전구체는 L-amino acid로 알려져 있으며, GSLs는 전구체인 아미노산(methionine, tryptophan, phenylalanine)에 따라 각각 aliphatic, indolyl, aromatic GSLs로 구분되어진다(Sun et al., 2011).
Glucosinolates는 어떤 효소활성 유도를 통해 항암 기능을 발현시키는가? , 1969). Glucosinolates는 glucuronyl transferase, glutathione-S-transferase 등 phase II detoxification 효소의 활성을 유도함으로써 항암 기능을 발현시킨다(Holst and Williamson, 2004; Keum et al., 2004).
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (22)

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