보고서 정보
주관연구기관 |
강원대학교 Kangwon National University |
연구책임자 |
진창덕
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2003-05 |
과제시작연도 |
2002 |
주관부처 |
과학기술부 |
사업 관리 기관 |
한국과학재단 Korea Science and Engineering Foundtion |
등록번호 |
TRKO200900069523 |
과제고유번호 |
1350014409 |
사업명 |
목적기초연구사업 |
DB 구축일자 |
2013-04-18
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키워드 |
산화스트레스.paraquat.항산화계.식물방어반응.활성 산소.ascorbate/glutathione cycle.폴리아민.항산화 효소.무 자엽/ 엽록체.oxidative stress.paraquat.antioxiant system.plant defense.activated oxygen.ascorbate-GSHcycle.polyamine.antioxidant enzyme.radish cotyledon.
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초록
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연구목표
식물 스트레스 방어체계의 이해를 위하여 superoxide 라디칼 생성 유도를 통한 산화스트레스 유발인자로 작용하는 paraquat의 처리에 대한 무 유식물의 자엽과 엽록체 수준에서의 산화적 손상반응에 대한 폴리아민의 생리, 생화학적 효과와 그리고 자엽 및 엽록체의 항산화 방어반응 유도 과정에 대한 폴리아민의 역할을 규명하고자 하였다.
연구내용
1차 년도에서는 자엽 세포내 항산화 효소계의 조절에 있어 폴리아민의 역할 가능성과 관련하여, 자엽에 PQ(세포내 superoxide 및 H2O2 생성 유도물질)처리로
연구목표
식물 스트레스 방어체계의 이해를 위하여 superoxide 라디칼 생성 유도를 통한 산화스트레스 유발인자로 작용하는 paraquat의 처리에 대한 무 유식물의 자엽과 엽록체 수준에서의 산화적 손상반응에 대한 폴리아민의 생리, 생화학적 효과와 그리고 자엽 및 엽록체의 항산화 방어반응 유도 과정에 대한 폴리아민의 역할을 규명하고자 하였다.
연구내용
1차 년도에서는 자엽 세포내 항산화 효소계의 조절에 있어 폴리아민의 역할 가능성과 관련하여, 자엽에 PQ(세포내 superoxide 및 H2O2 생성 유도물질)처리로 인해 유도된 산화스트레스 동안에 무 유식물의 자엽 생장에 미치는 paraquat 독성분석과 각 폴리아민 종류(putrescine, spermidine, spermine)의 생리적 영향 분석 및 다음의 항산화 효소들 (catalase, guaiacol peroxidase, superoxide dismutase, ascorbate peroxidase, dehydroascorbate reductase, glutathione reductase)의 총활성도 발달 양상을 조사했고, 또한 폴리아민에 의한 이들 효소의 활성도 변화가 isozyme 발현 수준에서의 변화에 기인하는지를 알아보기 위해 각 효소의 isozyme activity 조성의 변화를 조사했다. 그리고 폴리아민에 의한 효소 활성도 조절과정을 분석하기 위해 RNA 전사 억제제인 actinomycine D와 단백질 합성 억제제인 cycloheximide 효과를 조사하였다. 2차 년도에서는 무자엽에서 순수 분리된 intact 엽록체를 실험재료로 하여 엽록체 내 PQ 독성 발현과 엽록체 항산화 효소계와의 관계에서 spermidine의 생화학적 역할을 조사했다. 이를 위해 첫째, intact 엽록체 내 prooxidant와 antioxidant 함량 수준 변화에 대한 spermidine과 PQ의 영향, 둘째 엽록체 단백질의 산화적 손상에 대한 PQ 및 spermidine의 효과, 셋째 엽록체 내의 ascorbate-glutathione cycle을 구성하는 glutathione reductase, DHA reductase 및 ascorbate peroxidase 효소 활성도 변화에 미치는 PQ 및 spermidine의 상호 관계를 조사하였다.
연구성과
본 연구 수행에서 얻어진 결과들을 종합해 볼 때, PQ 독성에 대한 무유식물의 방어 반응 유도에 있어 PA 중 1 mM Spd 전처리 효과가 가장 높았으며, 이 Spd의 방어 역할은 자엽에서 일차적인 H2O2 분해 효소인 CAT, GPX 활성도 증진과 더불어 또 다른 한편으로 시토졸 SOD, APX, DHAR, GR의 총 활성도 증진에 의한 SOD/ascorbate-glutathione cycle의 활성화 유도와 그리고 동시에 엽록체에서의 ascorbate pool size의 유지 및 엽록체 ascorbate-glutathione cycle 활성화를 통해 발현되는 것으로 생각되었다
Abstract
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Purpose of Research
For the understanding of a plant defense system against oxidative stress, the aim of this research was to elucidate the physiological and biochemical effects of polyamines(PAs) on the paraquat-induced oxidative injuries in radish cotyledons and chloroplasts, and the action mod
Purpose of Research
For the understanding of a plant defense system against oxidative stress, the aim of this research was to elucidate the physiological and biochemical effects of polyamines(PAs) on the paraquat-induced oxidative injuries in radish cotyledons and chloroplasts, and the action mode of PA in the induction of antioxidant defense response.
Contents of Research
In the 1st year of research, we examined the effects of exogenous PAs( putrescine, spermidine, spermine ) on radish cotyledon growth responses, biochemical changes of cellular antioxidant enzymes such as catalase, guaiacol peroxidase, superoxide dismutase(SOD), ascorbate peroxidase(APX), dehydroascorbate reductase(DHAR), and glutathione reductase(GR) and the changes of their isozyme compositions under paraquat-induced oxidative stress. In addition, the regulation mode of APX and SOD by the spermidine was analyzed using a RNA transcription inhibitor, actinomycin D and a protein synthesis inhibitor, cycloheximide. In the 2nd year, we investigated the biochemical effects of spermidine on the chloroplastic antioxidant system and paraquat-induced chloroplast damages. To do so, the influence of spermidine on the developmental changes of chloroplastic APX, DHAR and GR was examined. Also, the change of prooxidant and antioxidant contents in chloroplast was measured at the same time. To assay the paraquat toxicity in chloroplasts, the levels of malondialdehyde, thylakoid and stroma protein degradation, and hydrogen peroxide accumulation were monitored.
Effectiveness of Research
The results obtained in this research will probably contribute to the better understanding of plant defense response against abiotic environmental stresses and to the breeding of stress-tolerant economic crop plants.
목차 Contents
- Ⅰ. 연구계획 요약문 ...3
- 1. 국문요약문 ...3
- Ⅱ. 연구결과 요약문 ...4
- 1. 국문요약문 ...4
- 2. 영문요약문 ...5
- Ⅲ. 연구내용 ...6
- 1. 서론 ...6
- 2. 연구방법...9
- 3. 결과 및 고찰 ...13
- 4. 결론 ...19
- 5. 인용문헌 ...19
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