[논문]수분스트레스가 케일 잎의 카로티노이드 및 프롤린 함량에 미치는 영향

이효준; 천진혁; 김선주

doi:10.5338/kjea.2017.36.2.16

수분스트레스가 케일 잎의 카로티노이드 및 프롤린 함량에 미치는 영향
Effects of Water Stress on Carotenoid and Proline Contents in Kale (Brassica oleracea var. acephala) leaves 원문보기

한국환경농학회지 = Korean journal of environmental agriculture, v.36 no.2, 2017년, pp.97 - 105

이효준 (충남대학교 농업생명과학대학 생물환경화학과) , 천진혁 (충남대학교 농업생명과학대학 생물환경화학과) , 김선주 (충남대학교 농업생명과학대학 생물환경화학과)

Abstract ▼ AI-Helper

BACKGROUND : Environmental stress has a major effect on the growth and yields of vegetables, and can significantly affect nutritionally important phytochemicals, causing large economic losses. METHODS AND RESULTS : The present study was aimed at exploring the effects of water stress on the carotenoid and proline contents in kale leaves to understand drought tolerance of kale plants. Kale was randomly divided into two groups at 57 days after sowing (DAS). One of the groups was well-watered (WW) and the other was water stressed (WS). Harvesting of kale leaves was started one day after treatment (58 DAS) and continued for 10 days (~67 DAS). We investigated the status of plant growth (leaf number, length, width, fresh weight) of kale throughout the study. Carotenoid (lutein, ${\alpha}-carotene$, zeaxanthin, ${\beta}-carotene$) and proline contents were analyzed by high-performance liquid chromatography (HPLC). Our results showed that the total carotenoid contents ranged from 926.0 to 1,212.0 mg/kg dry wt. (at 3 and 2 days, respectively) in WW treatment and 887.8 to 1,157.4 mg/kg dry wt. (at 10 and 4 days, respectively) in WS treatment. The ratio of individual carotenoid to the total carotenoid contents of kale leaves was 51.4 for lutein, 4.44 for zeaxanthin, 2.76 for ${\alpha}-carotene$, and 41.4% for ${\beta}-carotene$. Total carotenoid contents showed a significant reduction from 7 days (1,037.2 mg/kg dry wt.) to 10 days (887.8 mg/kg dry wt.) in WS treatment. The lutein content did not show a significant difference in WW between 7 and 10 days after treatment but showed a significant difference in WS treatment. The ${\alpha}-carotene$ content showed no significant difference between the treatments. However, zeaxanthin content was higher during 4-10 days and ${\beta}-carotene$ content was lower during 6-10 days in WS than in WW on each harvest day. In WW, the proline content showed no significant difference, but in WS, the proline content started to increase at 7 days and almost doubled in 10 days. CONCLUSION : The marked increase in zeaxanthin and proline contents in kale leaves indicated that the two phytochemicals are associated with drought tolerance in the plant.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

이에 따른 작물의 식물의 내건성 기작 이해의 중요성이 커짐에 따라 관련 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 따라서 케일에 수분스트레스를 처리하여 수분스트레스와 내건성 기작과 연관된 것으로 알려진 카로티노이드, 프롤린과의 관계를 조사하였다.

제안 방법

1분에 60%로 급격히 감소시켜 35분까지 유지시켰다(총 분석시간 35분). 4가지 카로티노이드 외부표준 물질(루테인, 제아크산틴, α-카로틴, β-카로틴)에 대응하는 HPLC 피크 면적과 이에 대응하는 시료의 면적을 비교 정량하였다.
9℃, 습도 20%, 광량 321 μmol ․ m^-2․s^-1 이었다. 수분스트레스는 57 DAS부터 시작하여 대조구(well-watered treatment, WW)와 수분 스트레스구(water stressed treatment, WS)로 나눠 WW 대조구에는 매일 지하수를 충분히 주었으며, WS 실험구에는 관수하지 않았다. 처리 시작 1일 후인 58 DAS(1 day)부터 WW 대조구와 WS 실험구를 10일 간 매일 총 10회(58∼67 DAS) 수확하였다.

대상 데이터

종자는 케일‘TBC’로 아시아종묘(Asia seed Co., Ltd., Seoul, Korea)에서 구입하였고, 유리 온실(충남대학교 농생대)에서 2015년 8월 19일에 파종하였다. 파종은 트레이(plug tray 72홀)에 원예용 상토(High, (주) 부농, 경주, 한국)를 채운 후 물을 적시고, 작은 홈을 내어 케일 종자를 심은 다음 다시 상토로 가볍게 덮어주었다.

데이터처리

HPLC분석 결과는 Microsoft Office Excel 2010을 이용하여 물질에 대한 함량의 평균값과 반복 (n=3)의 표준편차(SD, standard deviation)를 구하였다. 통계프로그램은 IBM SPSS ® version 21을 사용하여 일원배치 분산분석(one-way ANOVA)을 실시하였고, 사후분석(post-hoc analysis)은 유의수준(P)을 0.05 이하로 설정한 Tukey 검정법이었다.

이론/모형

프롤린의 추출 및 HPLC 분석은 Agilent Technologies 에서 개발한 방법을 따랐다(Henderson et al., 2000). 분말 시료 100 mg을 칭량하여 2.

성능/효과

WW 대조구에서는 엽수를 제외한 측정결과에서는 재배기간 동안 통계적 유의차가 없었다. WS 실험구의 엽수, 엽장, 건물중에서 통계적 유의차가 없었지만 생체중은 수분스트레스 기간이 증가할수록 감소하는 경향을 보였으며, WW 대조구의 생체중보다 크게 감소하였다. WS 실험구의 수분함량은 3 days부터 WW 대조구 보다 조금씩 감소하여 수분스트레스 기간이 증가함에 따라 계속 감소하는 경향을 보였으며, 10 days (68.
WS 실험구의 루테인과 α-카로틴 함량은 수분스트레스에 의한 경향성은 없었다. 그러나 WS 실험구의 제아크산틴 함량은 3 days부터 WW 대조구의 함량보다 높았으며, β-카로틴 함량은 6 days부터 WW 대조구보다 낮았다. 수분스트레스 기간 동안 각 성분별 함량 변화의 유무는 카로티노이드 생합성 경로와 연관이 있는 것으로 생각된다(Fig.
)까지 처리기간이 길어질수록 증가하여 10 days에 가장 높았다. 그리고 3days부터 10 days까지 각각의 수확일에서 WS 실험구의 프롤린 함량이 WW 대조구보다 높았고, 10 days에서는 WW 대조구보다 약 2.0배 높았다. 수분스트레스 처리기간이 1day에서 10 days로 증가하였을 때, WS 실험구의 프롤린 함량은 약 2.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	수분스트레스를 받은 식물의 반응과 연관된 화학 물질은 무엇인가?	, 2002). 수분스트레스를 받은 식물의 반응과 연관된 것으로 알려진 식물화학물질(phytochemicals)에는 카로티노이드, 프롤린, 앱시스산(Abscisic acid, ABA) 등이 있다.
	케일에 함유된 기능성 생리활성 물질은 무엇인가?	oleracea)의 가장 오래된 형태이며, 원산지는 유럽 서북부이다(Balkaya and Yanmaz, 2005). 비타민, 미네랄, 식이섬유, 항산화물과 같은 기능성 생리활성 물질을 다량 함유한 것으로 알려진 배추과(Brassicaceae)의 녹색 잎채소이며 같은 B.oleracea 작물로는 양배추, 브로콜리, 컬리플라워 등이 있다 (Podse-dek, 2007).
	케일이란 무엇인가?	oleracea)의 가장 오래된 형태이며, 원산지는 유럽 서북부이다(Balkaya and Yanmaz, 2005). 비타민, 미네랄, 식이섬유, 항산화물과 같은 기능성 생리활성 물질을 다량 함유한 것으로 알려진 배추과(Brassicaceae)의 녹색 잎채소이며 같은 B.oleracea 작물로는 양배추, 브로콜리, 컬리플라워 등이 있다 (Podse-dek, 2007).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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