Oligosaccharides가 녹두(Vigna radiata W.)하배축에서 에틸렌 생성에 미치는 영향

Abstract

The physiolosical effects of oligogalacturonic acid(OGA: D. P≥6∼7). a product of acid hydrolysis of polygalacturonic acid(PGA). on ethylene production in mungbean(Vigna radiata W. ) hypocotyl segments was studied. Among the poly, oligo, monogalacturonic acid, only OGA stimulated ethylene production in mungbean hypocotyl segments. Ethylene was produced at the concentration of 50∼200 ㎍/mL of OGA, and the 50 ㎍/mL of OGA was the most effective in ethylene production. The effect began to appear at 90 minutes following the incubation of OGA treatment, and then had been lasted over 22 hr incubation compared to control. Treatment with OGA together with Indole-3-acetic acid( IAA), inducing the biosynthesis of ACC synthase, or 1-aminocyclopropane -1-carboxylic acid(ACC), the precursor of ethylene, had no synergistic effects on ethylene production. In mungbean hypocotyl segments was treated with OGA for 22 hr, and ACC synthase fraction was partially purified. The activity of ACC synthase inducing ethylene biosynthesis increased about two times of control. In contrast, after ACC synthase was patially purified from intact mungbean hypocptyl segments, OGA was treated in the reaction mixture of enzyme activity. This in vitro assay measured, but they had no differrences between control and treatment with OGA. It suggest that OGA stimulation of ethylene is not direct. OGA patially weakened the inhibiting of ethylene production by AVG or CoCl_(2) seperately. When Ca^(2+) was added to OGA, ethylene production was decreased, but as the Mg^(2+) was treated with OGA, it was increased. It may suggest that OGA cross-linked by Ca^(2+) resulted in ineffective size for the stimulation of ethylene production.;식물의 1차 세포벽 성분인 polygalacturonic acid(PGA)를 산으로 가수분해하여 얻은 oligogalacturonic acid(OGA:D.P.≥6~7)를 녹두(Vigna radiata W.) 하배축 조직에 처리했을 때 에틸렌 생성을 유도하는 생리적 기작을 조사하였다. 녹두 하배축 조직에 각각 poly, oligo, monogalacturonic acid를 처리했을 때 oligogalacturonic acid만이 에틸렌 생성을 촉진시켰다. OGA는 50~200 ㎍/mL의 농도에서 2~3배 많은 에틸렌을 생성하며, 그 효과는 처리 후 90분정도 후부터 나타나서 24시간 까지도 지속되었다. 에틸렌 생성과 밀접한 관계가 있는 Indole-3-acetic acid(IAA)나 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid(ACC)를 OGA와 함께 처리해도 상승적인 효과는 나타나지 않았다. OGA를 처리한 후 녹두조직에서 ACC synthase를 부분 분리하여 그 활성을 측정해 본 결과 대조구의 활성보다 약 2배가 높았다. 그러나 녹두 조직에서 ACC synthase를 부분 분리한 후에 in vitro에서 효소 반응액에 OGA를 첨가하여 ACC synthase의 활성을 비교해 본 결과 대조구의 활성과 차이가 없었다. 이것은 OGA가 에틸렌 생성을 유도할 때 세포막 물질에 영향을 주고 이에 다른 신호가 ACC synthase의 활성을 증가시키는 간접적인 신호전달 과정이 관여될 것으로 추론된다. 에틸렌 생합성 저해제인 aminoethoxy vinyl glycine(AVG)와 Co^(2+)를 각각 OGA와 함께 처리하면 AVG와 Co^(2+)를 단독으로 처리한 경우보다 에틸렌 생성이 증가되어 OGA가 저해제들의 효과를 둔화시켰음을 알 수 있다. Ca^(2+)을 OGA와 함께 처리했을 때에는 에틸렌 생성이 감소되었으나, Mg^(2+)와 OGA와 함께 처리했을 때에는 OGA에 의한 효과가 정상적으로 유도되어 에틸렌이 증가되었다. 이것은 Ca^(2+)이 OGA 분자들을 결합시켜 에틸렌 생성을 유도하는데 비효과적인 D.P. 크기를 초래할 것이라고 추론된다.