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특정 종자유묘의 화합물 반응패턴 분석을 통한 셀룰로오스 생합성 저해제의 간이 감별법 확립
김진석(Jin-Seog Kim),김보관(Bo Gwan Kim),이일영(Ill Young Lee),임희남(Hee Nam Lim) 한국잡초학회·한국잔디학회 2020 Weed & Turfgrass Science Vol.9 No.4
셀룰로오스 생합성 과정은 신규 제초제 개발에 있어서 매우 중요한 생리과정이다. 셀룰로오스 생합성 저해제(CBI)에서만 나타내는 특이적인 증상을 토대로 일반 식물을 가지고 in vivo 상태에서 CBI를 단번에 분별할 수 있는 방법이 확립된다면 저비용, 고효율로 CBI를 신속히 탐색할 수 있게 될 것이다. 본 연구에서는 이의 가능성을 확인하기 위하여 여러 식물재료와 여러 작용기작의 화합물을 가지고 엽절편법, 유묘신초침지법, 종자유묘생장법을 비교검토해 보았다. 그 결과, 엽절편법과 유묘신초침지법은 활용하기 어려울 것으로 판단되었고 종자유묘생장법에서는 본 목적에 적합한 결과를 얻었다. 종자유묘생장법에서의 공시약제에 대한 제초증상은 사용된 종자에 따라 달랐는데 유묘신장 억제의 경우는 모두에서 동일하게 나타났다. 그러나 근/하배축 팽대의 경우는 모든 공시 종자에서 microtuble assembly 저해제(K1)로 알려진 dithiopyr, cellulose 생합성 저해제(L)로 알려진 isoxaben과 flupoxam, 오옥신 유사작용(O)을 나타내는 florpyrauxifenbenzyl에서 공히 나타났으나 VLCFAs 저해제(K3)인 butachlor에서는 관찰되지 않았다. 근/하배축의 흑갈색 침착은 CBI로 알려진 isoxaben, flupoxam 처리에서만 특징적으로 관찰되었고 실험종자 중에서도 자귀풀, 들깨, 바질, 상추 등에서만 나타났다. 따라서 이들 결과는 특이적으로 나타나는 제초증상(화합물 반응패턴) 분석을 통하여, 특정의 일반종자를 가지고서 CBI를 보다 손쉽게 선별할 수 있음을 시사해 준다. Cellulose biosynthesis pathway has been recognized as a very important physiological process in a new herbicide development these days. If cellulose biosynthesis inhibitors (CBI) were able to be discerned at once through CBI-specific symptoms with general wild type plants, that would be a very useful means for developing CBI rapidly and in a low cost. In this study, its possibility was investigated and compared among three assays (leaf disc, seedling dipping, and germination/seedling growth assay) with various plant species and compounds of a different mode of action. The results suitable for the purpose of this study were obtained only in germination/seedling growth assay (GSGA). In GSGA, seedling growth inhibition was commonly exhibited in all tested herbicides. Expansion of hypocotyl/root part was shown in the treatment of dithiopyr (microtubule assembly inhibitor), florpyrauxifen-benzyl (auxinlike activator), isoxaben and flupoxam (celluose biosynthesis inhibitor), but not in butachlor (very long chain fatty acid inhibitor). On the other hand, browning of hypocotyl/root part was typically observed only in application of isoxaben and flupoxam known as CBI to Indian jointvetch, perilla, basil and lettuce among tested seeds. Above these results suggested that CBI was able to be screened simply and easily through CBI-specific response patterns of seedling germinated from specific seeds.