Abscisic acid 농도에 따른 밀 종자의 발아와 단백질체의 발현 특성 (Germination and Proteome Profile Characteristics of Wheat Seeds Treated under Different Concentrations of Abscisic Acid)

서지정보

· 발행기관 : 한국작물학회
· 수록지 정보 : 한국작물학회지 / 63권 / 1호 / 25 ~ 34페이지
· 저자명 : 정재혁, 김대욱, 황운하, 안승현, 정한용, 이현석, 최인배, 최경진, 윤종탁, 윤성중

초록

휴면성이 다른 백중밀, 금강밀, 우리밀 후숙종자의 ABA 농도에 따른 발아 및 배아에서의 단백질체 발현 특성을 조사한 결과는 다음과 같다.
1. 백중밀, 금강밀, 우리밀 등 3품종의 0, 10, 30 및 50 μM ABA에서의 평균 발아지수와 발아율은 각각 0.95 S9, S10, S11, S12, S13, S14, S18)은 8개였고, 증가와감소가 동시에 이루어진 단백질 spot (S2)은 1개였다. 50 μM ABA에서만 검출된 단백질 spot (S7, S8)은 2개였다.
4. 각 단백질 spot의 0 μM ABA 처리구 양에 대한 50 μM ABA 처리구 양의 평균 배수 값(fold 값)이 1.5배 이상으로 증가한 단백질 spot은 S1 (globulin-3A), S6 (globulin-1 S allele), S16 (globulin-1 S allele), S17 (globulin-1 S allele) 등으로 모두 globulin류 단백질이었다. 또한 50 μM ABA에서만 확인된 단백질 spot인 S7 (globulin 3)과 S8 (globulin-1 S allele)도 globulin 단백질이었다.
5. 각 단백질 spot의 0 μM ABA 처리구 양에 대한 50 μM ABA 처리구 양의 평균 배수 값(fold 값)이 0.7 이하로 감소한 단백질 spot은 S10 (glutamine sysnthetase cytosolic isozyme), S12 (S-adenosylmethionine synthetase 2), S14 (isocitrate dehydrogenase NADP)이었다.
이상의 결과는 ABA에 의한 밀 유묘의 유아와 유근의 생장억제는 배아에서의 ABA 농도 증가, 그리고 이에 따른 배아의 glutamine 합성에 관여하는 다양한 효소의 발현 감소및 메틸기공여물질의 감소와 이에 따른 메틸기 전이활성의감소 등이 관여하고 있음을 의미한다. 한편 배아에서의 ABA 에 의한 globulin 단백질의 증가는 배아 특이적 globulin의일시적 합성 증가와 globulin 분해 효소의 활성 억제 등이복합적으로 관여한 결과로 생각된다.

영어초록

This study was conducted to investigate the germination and proteome profile characteristics of wheat seeds treated under various concentrations of abscisic acid (ABA). After-ripening, the seeds of three wheat cultivars (Baegjoong, Keumkang, and Uri) showing different levels of dormancy were used. Germination index and germination rate of the cultivars was higher than 0.95% and 98%, respectively, and these were not significantly different under 0, 10, 30, and 50 μM ABA at 7 d after germination. However, the growth of the shoot and radicle was significantly inhibited at 10, 30, and 50 μM ABA compared to that at 0 μM ABA. Mean ABA content of the embryos of seeds germinated at 0 and 50 μM ABA for 7 d was 0.8 and 269.0 ngmg -1 DW, respectively. Proteins extracted from embryos germinated for 4 d were analyzed by two-dimensional gel electrophoresis, and proteins showing a difference of 1.5-fold or greater in their spot volume relative to that of 0 μM ABA were identified. The expression of four protein spots increased at 50 μM ABA and two protein spots were detected only at 50 μM ABA; these six proteins were all identified as globulin types. Conversely, the expression of three protein spots decreased at 50 μM ABA and were identified as cytosolic glutamine sysnthetase, isocitrate dehydrogenase, and S-adenosylmethionine synthetase 2. In conclusion, ABA did not inhibit the germination rate regardless of pre-harvest sprouting characteristics of the cultivars. However, the growth of the shoot and radicle was significantly inhibited by ABA, most likely through the down regulation of glutamine, methyl group donor, and polyamines biosynthesis, among others, while accompanied by globulin accumulation in the embryos.

참고자료

· 없음