녹두(Vigna radiata W.)하배축 조직에서 에틸렌 생합성 경로의 Ca^(2+) 작용

Abstract

The effect of Ca^(2+) on auxin-induced ethylene production in etiolated mungbean(Viga radiata W.) hypocotyls was studied. Auxin-induced ethylene production by mungbean seedlings which had been germinated in the presence of 5-10mM Ca^(2+)(High Ca^(2+) ; HC) is greater than that by seedlings which had been germinated in distilled water (Low Ca^(2+) ; LC). Ca^(2+) effect on auxin-induced ethylene production was greately increased after 12hr of incubation period. The stimulation of auxin-induced ethylene production by Ca^(2+) was specific, since divalent cations, such as Mg^(2+) and Mn^(2+), did not enhance auxin-induced ethylene production. Calcium also promoted ethylene evolution induced by methionine and 1-Aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC). The effect of Ca^(2+) on auxin-induced ethylene production was not caused by increases in free IAA or ACC contents of the hypomtyl tissue. Dimethyl sulfoxide (DMSO) and Triton X-100, detergents that disrupt membranes, inhibited ethylene production to a greater extention LC segments than in HC segments. Addition of Ca^(2+) to the incubation medium for LC segments resulted in enhancement of ethylene production probably because the menbrane integrity is supported under these conditions. Comparison of activity of Ethylene Forming Enzyme(EFE) in LC and HC hypocotyl segments indicated that the enzyme activity of HC was about 2 times than that of LC. It is suggested that Ca^(2+) increases the activity of plasma membrane-bound EFE through its stabilizing effect on the membrane, which in turn brings about promotion of ethylene production.;Ca^(2+)이 녹두 (vigna radiata W.) 하배측 조직에서 오옥신 유발 에틸렌 생성에 미치는 영향을 조사하였다. Seedling 단계로 부터 5~10mM Ca^(2+)이 포함된 배지에서 기른 녹두 하배측 (High Calcium : HC) 조직은 증류수에서 기른 녹두 하배측 (Low Calcium :LC) 조직에서 보다 오옥신 유발 에틸렌 생성이 2배 정도 많다. Ca^(2+)에 의한 촉진 효과는 12시간 이후에, 10^(-3)M IAA의 농도에서 크게 나타난다. Mg^(2+)과 Mn^(2+)등의 다른 2가 양이온은 에틸렌 생성을 촉진시키지 않아 Ca^(2+)의 효과는 다른 2가 양이온에 대해 특이성을 갖는다. Ca^(2+)은 IAA 이외에도 Methionine, 1-Aminocyclopropane-1-carboxylic acid(ACC)에 의한 에틸렌 생성도 같은 정도로 촉진시킨다. 이와 같은 Ca^(2+)의 오옥신 유발 에틸렌 생성 촉진 효과는 조직내의 free IAA 양이나, ACC양을 증가시키는 것에 의해 나타나는 것은 아니다. Dimethyl sulfoxide(DMSO) 나 Triton X-100 과 같은 막 안정성에 영향을 주는 물질은 HC에서의 에틸렌 생성 보다 LC에서의 에틸렌 생성을 더 크게 억제시킨다. 그러나 Ca^(2+)회 첨가에 의해 LC조직의 막 안정성이 높아져 에틸렌 생성이 증가한다. LC와 HC에서외 Ethylene Forming Enzyme(EFE) 활성을 비교했을 때, HC 에서의 EFE 활성이 LC보다 2배 정도 크게 나타났다. 이것은 Ca^(2+)이 막의 안정성을 높여서 막에 위치하고 있다고 생각되는 EFE의 활성을 높이기 때문에 에틸렌 생성을 촉진시킨다고 생각된다.