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- 저자 : Donghwan Shim(심동환) (검색결과 4 건)
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고염과 건조 스트레스 처리 조건 동안 양초 유식물체의 항산화효소 활성 분석
심동환(Donghwan Shim),남기정(Ki Jung Nam),김윤희(Yun-Hee Kim) 한국생명과학회 2018 생명과학회지 Vol.28 No.7
본 연구에서는 화본과 다년생 식물인 양초의 환경 스트레스에 대한 적응 기작을 이해하기 위해, 과산화수소를 제거하는 주요 항산화효소인 peroxidase (POD), ascorbate peroxidase (APX) 및 catalase (CAT) 활성의 변화를 고염과 건조 스트레스 조건에서 조사하였다. 300 mM 이상의 NaCl과 40% PEG 처리에서 양초 유식물체의 지상부와 지하부의 생장이 크게 감소하였다. 항산화효소 수준은 양초 유식물체의 지상부에서 CAT 활성이 높았지만, APX와 POD는 지하부에서 높은 활성 수준을 보였다. 실제로 NaCl과 PEG 처리동안 APX 활성은 지상부와 지하부가 모두 증가하였으며, CAT 활성은 지상부만 증가하였다. 또한 고염 조건에서 양초식물체의 지상부와 지하부 모두에서 전체페놀 함량이 증가하였다. 본 연구의 결과로서, 양초의 유식물체의 지상부 및 지하부의 생장이 과산화수소를 제거하는 항산화효소활성에 의해 조절됨을 알 수 있었으며, 이는 뿌리에서 APX 활성의 증가 및 지상부에서 CAT 활성증가와 같은 효소활성의 조직 특이적 증가에 영향을 받음을 알 수 있다. 본 연구의 결과는 전형적인 사막지역을 포함하는 고염 지역에서 양초 유식물체의 생장을 위해 항산화 방어기작이 중요함을 의미하는 바이다. To understand the adaptability of Leymus chinensis forage grass to environmental stresses, we analyzed the H₂O₂ scavenging activity based on several antioxidant enzymes and total phenolics content, including peroxidase (POD), ascorbate peroxidase (APX), and catalase (CAT), in shoots and roots subjected to salt and dehydration stresses during seedling growth. After NaCl or PEG treatment, plants showed reduced seedling growth under over 200 mM NaCl or 30% PEG treatment condition in shoots and roots compared with the control condition. In addition, plants showed high enzymatic activity of CAT in the shoots, whereas they exhibited high activity levels of APX and POD in the roots in both the NaCl and PEG treatment conditions. These results seem to indicate that Leymus chinensis seedlings responding to salt and dehydration stresses during initial growth is associated with enhanced activity of H₂O₂ scavenging antioxidant enzymes in the shoots or roots. The plants also showed high levels of total phenolics under NaCl treatment, with a high concentration in both the shoots and roots. Our results showed that the induced activity patterns of APX in the roots and CAT in the shoots indicate that low H₂O₂ levels were mainly maintained through tissue-specific redox homeostasis involving enzymes such as APX and CAT during salt and dehydration stresses. This study highlights the importance of antioxidant enzymes in the establishment of Leymus chinensis seedlings under high salinity conditions, such as typical desertification.
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Isolation and Characterization of a Nitric Oxide-induced Gene in Sweetpotato
Il Hwan Lee(이일환),Donghwan Shim(심동환),Kang Lok Lee(이강록),Ki Jung Nam(남기정),Shin-Woo Lee(이신우),Yun-Hee Kim(김윤희) 한국생명과학회 2019 생명과학회지 Vol.29 No.6
본 연구에서는 산화질소 유도성(nitric oxide-induced, NOI) 유전자를 건조 처리된 고구마 실뿌리의 EST 라이브러리에서 분리하였다. 분리된 IbNOI 유전자의 cDNA는 712 bp의 길이이며, 77개의 아미노산으로 구성되어 있었다. Blast 데이터베이스를 분석한 결과, 식물에서 보고된 NOI 단백질에 속하는 것으로 확인되었다. RT-PCR과 realtime-PCR을 통해 IbNOI 유전자의 발현수준을 고구마 식물체의 조직별로 조사한 결과, 저장뿌리와 현탁배양세포에서 높은 발현 수준을 보였다. 잎에서 산화질소를 유도하는 SNP와 화합물 스트레스들을 처리시, IbNOI의 발현이 증가함을 확인할 수 있었다. 또한 고염, 건조와 같은 비생물학적 스트레스 및 병원균 감염에 의해서도 IbNOI의 발현이 유도됨을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과들을 통해 IbNOI 유전자는 다양한 비생물학적 스트레스 및 병원균 감염 동안 산화질소와 연관된 조절기작을 통해 식물의 방어기능에 관여할 것으로 생각되는 바이다. A new nitric oxide-induced (NOI) gene was isolated by screening ESTs from a cDNA library of dehydration-treated fibrous roots of sweetpotato (Ipomoea batatas). The 720 bp cDNA fragment, IbNOI, was sequenced, from which a 77 amino acid residue protein was deduced. A search of the protein BLAST database identified significant similarity to other plant NOI protein sequences. Quantitative RT-PCR analysis revealed diverse expression patterns of IbNOI in various tissues of the intact sweetpotato plant, and in leaves exposed to different stresses. The IbNOI gene was highly expressed in storage roots and suspension-cultured cells. In leaf tissues, IbNOI showed strong expression during sodium nitroprusside (SNP)-induced NO accumulation and chemical stress treatments. Expression of IbNOI was also induced under various abiotic stress conditions, such as dehydration, salt, and bacterial pathogen infection. These results suggest that IbNOI is involved in plant responses to diverse abiotic stresses and pathogen infection through a NO-related pathway.
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