Glufosinate 처리에 의한 벼(Oryza sativa)의단백질체학적 변화양상 및 작용기작 해석 (Interpretation of Glufosinate Reactive Mechanismand Proteome Variation in Rice (Oryza sativa))

서지정보

· 발행기관 : 한국잡초학회
· 수록지 정보 : Weed&Turfgrass Science / 28권 / 2호 / 101 ~ 110페이지
· 저자명 : 이영우, 심이성, 김용현, 김성민

초록

본 실험은 glufosinate 살포 후 식물체내에서 일어나는 생체반응의 양상을 분석하여 1차 또는 2차 작용점을 찾아내어 총체적인 glufosinate의 식물체 대사 저해과정을 구명하기 위해 대규모의 단백질 분리와 동정기술을 바탕으로 총체적인 단백질을 분석하는 단백질체학을 접목하여 수행하였다. 또한 농약을 비롯한 각종 화합물의 작용기작 또는 식물체내 대사경로 저해양상에 대한 해석이 단백질체 분석법에 의해 가능할 것 인지에 대해서도 검토하였다. 공시식물로서 벼(Oryza sativa. L. cv. Ilpumbyeo)를 이용하였고, 4엽이 형성된후까지 생육시킨 다음 glufosinate를 엽면 살포하여 단백질체의 변동을 조사한 결과 식물체내에서의 방어기작과 광합성 관련 단백질합성의 저해를 확인할 수 있었다.광합성 암반응의 중심인 Rubisco의 Large subunit와 Small subunit가 약제처리 후 4시간부터 감소를 보였고, 약제처리 농도가 높았을 때 현저한 감소를 보였다. 산화스트레스에 의해 생성되는 활성산소 소거계 효소인 Ascorbate peroxidase와 Dihydroascorbate reductase는 4시간 후부터 증가하는 양상을 보였다. 반면 72시간 후부터 Catalase는 감소하는 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 glufosinate 처리에 의해 정상적인 아미노산 합성이 저해되고, Rubisco와 같은 효소의 합성이 저해 되어 광합성의 저해, 나아가서 활성산소의 생성과 활성산소 소거계 효소의 유도를 초래하였다고 볼 수 있다.

영어초록

Proteomics analyzing the overall proteins by separation and identification techniques was introduced to clarify the inhibitive processes of glufosinate and to determine its mode of action. Rice (Oryza sativa L. cv. Ilpumbyeo) seedlings grown until the 4th-leaf stages in a growth chamber were utilized as test plants. The seedlings were given foliar treatment with glufosinate at the designated concentration following which changes in the physiological phenomenon and proteomes were investigated by the time-course. Inhibition of protein synthesis related to the photosynthesis and protective mechanisms were observed through the proteome analysis. The spot area of both large and small subunit of Rubisco catalyzing the CO2 introduction in the dark reaction of photosynthesis decreased in 4hrs after glufosinate treatment, especially at higher concentration. Furthermore, this trend became clearer with increasing time after glufosinate treatment. However, the enzymes scavenging the reactive oxygen produced under the oxidative stresses, ascorbate peroxidase and dehydroascorbate reductase, increased in 4 hrs after glufosinate treatment whereas the catalase decreased in 72 hrs after treatment. These phenomena became clearer after 72 hrs and at the higher concentration of glufosinate. From the above results, it is suggested that the normal synthesis of amino acids and proteins such as the photosynthetic enzymes, including Rubisco, is inhibited by glufosinate, which in turn affects the increase in reactive oxygens, the induction of their scavenging enzymes such as ascorbate peroxidase, and the reduction of chlorophyll fluorescence and photosynthesis, resulting in the chlorosis of leaves and the subsequent death of seedlings.

참고자료

· 없음