양절형 밀 생장에 대한 온도의 영향과 유전자 발현 양상 (Effect of Temperature on Growth and Related Gene Expression in Alternative Type Wheat Cultivars)

서지정보

· 발행기관 : 한국작물학회
· 수록지 정보 : 한국작물학회지 / 64권 / 4호 / 384 ~ 394페이지
· 저자명 : 허지혜, 성헤주, 양운호, 정우석

초록

국내에서 육성된 파성3으로 분류된 밀의 생장에 대한 고온의 영향을 알아보기 위해 분얼기부터 등숙기까지 일평균17°C, 20°C, 23°C, 26°C 온도 처리에 의해 나타나는 밀의생육 특성과 유전자 발현양의 변이를 분석하였다.
1. 밀의 생산성과 밀접한 연관이 있는 유효분얼수, 건물중은 수안밀과 조은밀은 일평균 온도 23°C 이상에서 감소하였고, 진품밀은 20°C 이상에서 감소하였다.
2. 진품밀의 경우 온도 처리 50일 후 온도 조건에 따라 생육상이 뚜렷이 구분되었는데, 17°C에서 영양생장 단계를 보였고, 20°C 이상에서 출수·개화 단계를 나타냈다.
3. 온도와 관련된 생리대사에 관여한다고 알려진 유전자 16개를 대상으로 RT-qPCR을 진행하여 온도 처리 50일 후진품밀의 17°C와 23°C 처리구에서 유전자 발현 수준의 차이를 확인해본 결과, 23°C 처리구에서 발현이 증가한유전자에는 HSP70, HSP101, VRN2, ERF1, TAA1, YUCCA2,GolS, MYB73, Histone H2A이 있고, 감소한 유전자에는VRN-A1, DREB2A, HsfA3, PIF4, PhyB, HSP17.6CII, rbcL이 있다.
4. 16개 유전자 중 MYB73, YUCCA2, HSP101, ERF1, VRNA1이 저온과 고온 조건 사이에서 유전자 발현양에 큰차이를 보였다.
5. 온도에 의한 진품밀의 출수 표현형은 평균온도 17°C 와20°C 사이에서 결정적으로 나타나는 것으로 보이며, 온도에 의한 생육상과 형태적 특성의 차이는 단일 유전자발현이 아닌 고온 스트레스 반응과 관련된 여러 유전자의 복합적인 메커니즘에 의해 영향을 받을 것으로 생각된다.

영어초록

We have investigated the effects of ambient temperature on the growth of wheat in Korea. The differences in thegrowth phase of wheat were compared according to the temperature treatment. The productive tiller number and dry weight weredecreased in a plot under a higher temperature treatment. We found that the growth of Jinpum was different from that of thealternative wheat cultivars, which were bred in Korea, at 50 days after treatment. While the Jinpum wheat grown at 17°C showedvegetative stage growth, that grown in the 23°C growth chamber entered the heading and flowering stage. The differences in theexpression of 16 genes known to be involved in high-temperature responses were checked by using Jinpum wheat 50 days aftertwo temperature treatments (17°C and 23°C), which showed apparent differences in expression between the higher and lowertemperatures during the growth phase. In the 23°C treatment samples, the genes with increased expression were HSP70, HSP101,VRN2, ERF1, TAA1, YUCCA2, GolS, MYB73, and Histone H2A, while the genes with decreased expression were VRN-A1,DREB2A, HsfA3, PIF4, PhyB, HSP17.6CII, rbcL, and MYB73. YUCCA2, HSP101, ERF1, and VRN-A1 showed a significantdifference in gene expression between lower- and higher-temperature conditions. Overall, combining the means of the expressionof various genes involved in thermosensing, vernalization, and abiotic stresses, it is possible to conclude that different sets of genesare involved in vernalization and summer depression of wheat under long term, high ambient temperature conditions.

참고자료

· 없음