한지형 마늘의 인경 발육과정에서 식물내생호르몬 Abscisic Acid, Jasmonic Acid 및 당 함량변화

손은영(Eun-Young Sohn),김윤하(Yoon-Ha Kim),김정태(Jung-Tae Kim),장수원(Soo-Won Jang),이인중(In-Jung Lee) 한국원예학회 2011 원예과학기술지 Vol.29 No.1

본 연구는 한지형 마늘인 ‘의성마늘’을 이용하여 장일과 단일 조건에서 재배하여 마늘의 인경 분화 및비대에 미치는 식물 생장 물질의 역할에 대해서 조사하였다. 한지형 마늘의 인경 분화기(4월 16)부터 인경 비대기(4월 24일, 5월 18일)에 엽신과 엽초내 식물내생호르몬 abscisic acid (ABA), jamonic acid(JA) 및 당 함량변화는 장일조건에서 ABA 함량이 단일조건에서 ABA 함량보다 높았고, 엽초내 ABA 함량이 엽신내 ABA 함량보다 높은 것으로 조사되었다. 마늘 생육시기별 ABA 함량은 인편 분화기에서 인경 비대개시기 까지는 큰 변화가 없다가 인경 비대개시기(5월 2일) 이후부터 인경이 비대 되는(5월 18일) 동안 그 함량이 현저히 증가하는 것으로 조사되었다. 반면 단일조건에서는 내생 JA 함량은 변화가 없었으나, 장일조건에서는 인편 분화기(4월 16일)부터 인경 비대개시기(5월 2일)까지 JA 함량은 증가되었다. 엽초내 JA 함량(30.19-53.19ng · g?¹ DW)은 엽신내 JA 함량(12.82-20.41ng · g?¹ DW)보다 높은 것으로 조사되어 엽초 내 JA 함량에 의해 마늘의 인경 비대가 유도되는 것으로 조사되었다. 장일 조건에서 엽신내 당 함량은 인편 분화기(4월 16일)부터 인경 비대개시기(5월 4일)까지 증가되었고, 인경 비대기(5월 4일에서 5월 8일) 동안 감소하였으나, 엽초내 당함량은 인편 분화기(4월 16일)부터 인경 비대기(5월 18일) 까지 서서히 증가되었다. 결론적으로 한지형 의성마늘 생장 양상에 따라 엽초내 호르몬도 변화하는 경향을 보여 호르몬 변화가 마늘 생장과 밀접한 연관이 있음을 보여주었다. This study was performed to investigate the role of plant growth substances on the bulbing of cold type of garlic (Allium sativum L. cv. Uiseongmaneul) during long and short day conditions. The change in endogenous plant hormones such as abscisic acid (ABA), jasmonic acid (JA) and sugar contents in leaf blade and sheath was examined during the growth stage from bulb differentiation (starting at April 16) to bulbing (April 24 to May 18) in cold type of garlic. In the long day condition, ABA contents were higher than short day condition and ABA contents of leaf sheath were higher than leaf blade. ABA contents of growth stage in garlic were not changed during growth stage from April 16 to May 2, however it rapidly increased during bulbing (May 2 to May 18). On the other hand, endogenous JA contents in short day condition did not change in long day condition, it increased from April 16 to May 2. JA contents in the leaf sheath (33.85-62.04 ng · g?¹ DW) were higher than leaf blade (15.39-30.04 ng · g?¹ DW). These results showed that garlic bulb differentiation and bulbing was induced by JA in leaf sheath. In long day condition, total sugar contents in the leaf blade were increased from bulb differentiation (April 16) to bulbing (May 4) and it was decreased during bulbing (May 4 to May 18) while the total sugar content in leaf sheath were gradually increased from bulb differentiation (April 16) to bulbing (May 18). In conclusion, our results showed that there is a significant correlation between the bulb development of garlic and hormonal content in the leaf sheath.

솔비톨 및 Salicylic Acid 처리가 토마토 과실의 품질 및 기능성 물질 함량에 미치는 영향

김정태(Jung-Tae Kim),김윤하(Yoon-Ha Kim),최진석(Jin-Suck Choi),이인중(In-Jung Lee) 한국원예학회 2014 원예과학기술지 Vol.32 No.6

본 연구는 솔비톨과 살리실산의 토마토 과시의 품질과 기능성 물질에 미치는 효과를 알아보기 위해 수행되었다. 0.5mM과 1.0mM의 솔비톨과 살리실산 단독 및 혼합처리는 무처리보다 토마토 과실의 적색도, 당 함량, 경도 및 무게와 리코펜, 안토시아닌류 및 비타민류와 같은 기능성 물질의 함량을 증가시켰다. 토마토 식물체에 살리실산 단독 및 솔비톨과 살리실산 혼합처리는 시아니딘 함량을 약 52-61% 정도, 그리고 델피니딘 함량이 20-24%, 39-41% 가량 증가되었다. 뿐만 아니라 비타민 B₁과 C의 함량도 증가시켰다. 특히 비타민 C는 솔비톨 단독처리에서 무처리보다 약 1.2배, 살리실산 단독처리에서는 2배 가량 증가되었다. 솔비톨과 살리실산 혼합처리에서는 무처리보다 약 4배 가량 비타민C 함량이 증가되었다. In this study, we aimed to understand the effect of sorbitol and salicylic acid (SA) on quality and functional food contents of tomato. Sole or combined application of sorbitol and SA in different concentrations (0.5 mM and 1.0 mM) greatly improved the characteristics of tomato, such as red color tone, soluble solid content, hardness and weight as well as increasing the functional food contents such as of lycopene, anthocyanins and vitamins in comparison with the control. The cyanidin content increased approximately 52-61% and delphinidin contents also increased 20-24% and 39-41% in tomato plants treated with SA alone and sorbitol with SA, respectively. Furthermore, the sole or combined application of sorbitol and SA also increased the vitamin B1 and C contents. In particular, vitamin C content was increased 1.2-fold by treatment with sorbitol alone and was increased 2-fold by SA treatment compared to the control. In the sorbitol with SA treatments, vitamin C content was approximately 4-fold increased relative to control plants.

난지형 마늘의 인경 발육 및 이차생장 과정 중 Gibberellin, Abscisic Acid, Jasmonic Acid 및 당 함량 변화

손은영(Eun-Young Sohn),김윤하(Yoon Ha Kim),장수원(Soo Won Jang),김정태(Jung Tae Kim),이현숙(Hyun Suk Lee),서동환(Dong Hwan Seo),이인중(In Jung Lee) 한국원예학회 2011 원예과학기술지 Vol.29 No.4

본 연구는 난지형 마늘인 ‘산동마늘’과 ‘남도마늘’의 인경비대 및 이차생장에 미치는 식물 생장 물질의 영향에 대해 서 조사하였다. ‘산동마늘’과 ‘남도마늘’의 내생 GA, ABA, JA 함량 변화 양상은 품종군 간에 확연한 차이가 있었다. 난지형 마늘의 내생 GA와 JA는 인편 분화기 전에 최대에 달하여 그 이후 점차 감소하였다. 반면 ABA 함량(leaf sheath: 6.58-18.59ng?g<SUP>-1</SUP> DW)은 비대개시기부터 점차 증가하는 것으로 조사되었다. 그러나 ‘산동마늘’과 ‘남도마늘’의 GA 함량을 분석한 결과는 두 품종간에 큰 차이를 보이지 않아 GA 함량은 마늘의 이차생장에는 크게 관여하지 않는 것으로 조사되었다. 반면 JA 함량(33.0-76.16ng?g<SUP>-1</SUP> DW)은 이차생장이 적게 발생하는 ‘남도마늘’에서 ‘산동마늘’보다 높은 것으로 나타난 결과로 볼 때 JA가 마늘의 이차생장을 억제할 수 있을 것으로 추측 된다. ‘산동마늘’과 ‘남도마늘’간에 총 당 함량은 차이는 보이지 않았으며, 당 함량은 인편분화기 이후 점진적으로 증가하는 것으로 나타났다. This research surveyed the effect of endogenous gibberellins (GA), abscisic acid (ABA), jasmonic acid (JA) and sugar contents on bulb development and secondary growth in the southern type of garlic (Allium sativum L.) cv. Sangdongmaneul and cv. Namdomaneul of Korea. Sangdongmaneul and Namdomaneul showed endogenouse GA, ABA, JA and sugar contents were significantly different in patterns with different cultivar. GA and JA contents of southern type of garlic reached maximum before bulb differentiation and then their contents were decreased. On the other hand, ABA contents gradually increased from bulbing (leaf sheath: 6.58-18.59 ng?g<SUP>-1</SUP> DW) start. GA contents in Sangdongmaneul and Namdomaneul were not significantly different from each other. These results revealed that GA contents were not affected by secondary growth of garlic. While JA contents (33.0-76.16 ng?g<SUP>-1</SUP> DW) of Namdomaneul were higher than Sandongmaneul so our results suggest that JA suppressed development of secondary growth of garlic. Total sugar contents of Sandongmaneul and Namdomaneul were not significantly different but total sugar contents were gradually increased after bulb differentiation in Sandongmaneul and Namdomaneul.

한지형 마늘의 인경 발육 과정에서 내생 지베렐린류의 함량변화

손은영(Eun-Young Sohn),김윤하(Yoon-Ha Kim),김병수(Byung-Su Kim),서동환(Dong-Hwan Seo),이현숙(Hyun-Suk Lee),이인중(In-Jung Lee) 한국원예학회 2010 원예과학기술지 Vol.28 No.5

마늘의 안정적 수량 확보와 품질향상 방안을 모색하고자 마늘의 인경 비대에 관여하는 요인을 구명하기 위해 본 연구를 수행하였다. 한지형 마늘의 인편 분화기에서 인편 비대 최성기까지 식물체내 호르몬 함량의 변화를 조사하여 생육 특성과의 연관성을 구명한 결과는 다음과 같다. 마늘 식물체(엽신과 엽초)의 GA 함량을 GC-MS로 동정한 결과 마늘 식물체에서 18종 이상의 GA를 확인하였다. GA 함량은 마늘에 고등식물체에서 주로 존재하는 두 생합성 경로가 모두 존재하는 것으로 확인되었으며, 생리활성 GA4를(7.25ng · g?¹ D.W.) 생합성 하는 non C-13 hydroxylation pathway(NCH)가 GA₁을(2.97ng · g?¹ D.W.) 생합성 하는 early C-13 hydroxylation pathway (ECH) 보다 우세한 것으로 조사되었다. 한지형 의성마늘 인경 분화 및 비대 시 식물체내 호르몬 변화를 조사한 결과 total GA 함량은 인편 분화기부터 비대개시기까지 점진적으로 증가하다가 인경이 비대되는 동안 점차 감소하였다. 생리활성 GA인 GA₄와 GA₁의 함량은 총 GA 함량과 같은 경향으로 변화하여 인경 비대와 밀접한 연관이 있는 것으로 나타났다. 마늘 생장 양상과 엽초의 호르몬 변화 양상은 유사한 경향을 보여 엽초의 호르몬 변화가 마늘 생장과 밀접한 연관이 있음을 보여주었다. This study was performed to investigate the role of phytohormones in the bulbing of garlic in order to assess the yield and quality. The effect on endogenous plant hormones such as gibberellin (GA) content was also examined during growth stage i.e. clove differentiation to bulbing in garlic. More than 18 gibberellins in garlic were identified with extensive gas chromatograph-mass spectrometry-selected ion monitoring (GC-MS-SIM) quantitative analysis. The results showed that GAs were biosynthesized by both non C-13 hydroxylation pathway (NCH) and early C-13 hydroxylation pathway (ECH) in garlic plant. It was also revealed that NCH pathway leading to synthesis of bioactive GA₄ was the more prominent GA biosynthesis pathway than ECH pathway in which bioactive GA₁ was synthesized. Total GAs level was gradually increased from clove differentiation to bulbing and later decreased, which portrays the active role of GA in differentiation. The biosynthesis ratio of bioactive GA₄ and GA₁ concentration was similar to that of total GAs content, which was closely related with bulb development in garlic.

Diniconazole 엽면살포가 날개하늘나리의 내생 GA 및 ABA 함량에 미치는 영향

엄선정(Sun Jung Eum),박경일(Kyeung Il Park),이인중(In Jung Lee),최영준(Young Jun Choi),오욱(Wook Oh),김규원(Kiu Weon Kim) 한국원예학회 2011 원예과학기술지 Vol.29 No.3

식물생장억제물질의 처리는 날개하늘나리의 줄기 신장을 억제시키는데, 여기에 관여하는 식물호르몬을 찾기 위해 diniconazole의 엽면살포 후 내생 GA 및 ABA의 함량 변화를 조사하였다. 그 결과, 날개하늘나리(L. dauricum)는 GA₁을 활성형으로 하는 early C-13 hydroxylation(GA₁? → GA₂? → GA₁) 경로와 GA₄를 활성형으로 하는 non C-13 hydroxylation (NCH, GA₁₂ → GA₂₄ → GA? → GA₄) 경로 모두를 가지고 있었으나, 주된 경로는 NCH 경로였다. NCH 경로의 GA 생합성은 diniconazole 50㎎ · ℓ?¹ 살포에 의해 초기 단계에서 부터 억제되었다. 즉 diniconazole 처리구의 GA₁₂ 함량은 대조구에 비해 1/17로 현저히 감소되었으며, 이러한 경향은 GA4까지 계속되었다. 즉 건물 1g당 GA₁₂ 함량은 대조구가 213.8ng인 것에 비해, diniconazole 처리구는 12.7ng이었다. ABA의 함량도 GA에서와 같이 diniconazole 살포에 의해 1/3 수준으로 크게 감소되었다. 즉 건물 1g당 ABA 함량은 대조구 37.2ng인 것에 비해, diniconazole 처리구는 14.8ng 이었다. 본 연구의 결과, 내생 GA₄, GA₁, 그리고 ABA의 함량을 고려할 때 diniconazole에 의한 날개하늘나리의 초장 감소는 GA₄의 생합성 억제에 기인한 것으로 생각된다. Plant growth retardants reduce the plant height by inhibiting stem elongation in Lilium davuricum. To investigate the plant hormones related to stem elongation, we sprayed 50 ㎎ · ℓ?¹ diniconazole to young plants of L. davuricum and quantified the contents of endogenous gibberellic acids (GA) and abscisic acid (ABA). In GA biosynthesis, L. davuricum had not only the early C-13 hydroxylation (GA₁? → GA₂? → GA₁) pathway resulting in GA₁ as the active form but also the non C-13 hydroxylation (NCH, GA₁₂ → GA₂₄ → GA? → GA₄) with GA₄ as the active form. However, the main pathway was NCH because GA₄ concentration of 55 ng · g?¹ dry wt was much higher than GA₁ content of 0.23 ng · g?¹ dry wt in control plant. Diniconazole inhibited GA biosynthesis through NCH pathway from its early stage. GA₁₂ content decreased by diniconazole up to 6% level of that of control and this effect continued to GA₄. Diniconazole reduced GA₁₂ content by 12.7 ng · g?¹ dry wt, whereas that of control plant was 213.8 ng · g?¹ dry wt. ABA content decreased up to one third of control by diniconazole application. From the contents of endogenous GA₄, GA₁, and ABA in this study, we could conclude that diniconazole reduces the plant height by inhibiting GA₄ biosynthesis in L. davuricum.

논에서 잡초 방제방법에 따른 제초효과

김윤하(Yoon Ha Kim),강상모(Sang Mo Kang),압둘라티프칸(Abdul Latif Khan ),이준희(Joon Hee Lee),이인중(In Jung Lee) 韓國雜草學會 2011 Weed&Turfgrass Science Vol.31 No.1

본 연구는 잡초방제방법에 따른 논 포장내 잡초발생과 다양성에 관하여 조사하였다. 실험은 3개월(7월~9월) 동안 무제초제, 제초제 처리 및 왕우렁이 처리로 잡초방제방법을 구성하여 실시하였다. 실험결과에 의하면 무제초제구에서는 5~7종류의 잡초종이 발견된 반면, 제초제 처리구 및 왕우렁이 처리구에서는 2~4종류의 잡초종이 발견되었다. 무제초제구 및 제초제 처리구에서는 실험기간동안 물달개비가 우점종이었으나, 왕우렁이 처리구에서는 좀개구리밥과 여뀌가 우점종이었다. 왕우렁이 처리구에서 우점도 지수는 0.96으로 무제초제구(0.27) 및 제초제 처리구(0.51)에 비해 상당히 높은 것으로 분석되었다. 또 유사성 계수는 무제초제구와 제초제 처리구에서 50.31%, 무제초제구와 왕우렁이 처리구에서 4.65% 및 제초제 처리구와 왕우렁이 처리구에서 0.37%로 분석되었다. 결론적으로 잡초종 다양성, 우점도 지수 및 유사성 계수는 잡초방제방법에 따라 확연히 다른 것으로 확인되었다. In present study we focused on the weed occurrence and diversity in rice field according to methods of weed control. Experiments comprised of no herbicide treatment (NHT), herbicide treatment (HT) and golden apple snail treatment (GAST) within the three months (July to September) of growing rice. According to results, five to seven different weed species were found in NHT, while two to four different weed species were found in HT and GAST. Monochoria vaginalis was dominant species during growing period in NHT and HT while Lemna paucicostata was the dominant in July but Persicaria hydropiper was dominant for August and September. Simpson`s dominance index was highest in GAST(0.96) compared with other treatments (NHT:0.27 and HT:0.51). The similarity coefficient was 50.31%, 4.65% and 0.38% for NHT versus HT, NHT versus GAST and HT versus GAST, respectively. In conclusion, the weed species diversity, dominance and similarity coefficient were varied in different weed control methods of rice growing.

Evaluation of Pollen Viability of Nakdongbyeo, Two Transgenic Rice Lines, ItsHybrids with Weedy Rice, and Subsequent Selfed Progenies : F₂ and F₃

Sita Ram Ghimire(기미어 시다람),Eun-Young Sohn(손은영),Dong-Hyun Shin(신동현),In-Jung Lee(이인중),Kil-Ung Kim(김길웅) 한국생명과학회 2009 생명과학회지 Vol.19 No.7

본 연구는 비유전자변형 계통 (낙동벼)과 2개의 다른 promoter (maize ubiquitin과abscisic acid)를 각각 삽입한 유전자변형 벼와 abscisic acid promoter이용한 유전자변형 계통을 잡초성벼 (Oryza sativa)와 인공수정 한 후 다음세대인 F₁, F₂, F₃의 화분활력, 형태형성, 생장차이를 비교하여 평가하였다. 화분이 열개된 후 3-{4,5dimethylthiazolyl-2}-2,5-diphenyl monotetrazolium bromide (MTT)반응을 살펴본 결과, Nakdongbeyo에서 86%, ABC-promoter 이용한 유전자변형 벼에서 75%, maize ubiquitin promoter 이용한 유전자변형 벼에서 62%, F1에서 68%, F₂에서 79% 및 F3에서 78%의 각각 최대 화분활력을 보여주었다. 유전자변형 계통과 잡초성벼와의 교잡종의F₁, F₂, F₃ 세대간의 화분활력을 비교하였을 때 화분 열개된 후 20분까지는 유의한 차이를 보이지 않았으나, 40분에서 90분 사이에서는 F₃의 화분활력이 다른 두 세대 F₁, F₂보다 높게 나타났다. 화분을 열개된 90분 후 F₃ 세대 에서 최대 화분 활력이 36.2% 이었고 F2 세대 에서는 화분 활력이 최소 3.5% 보였다. 따라서 화분에 의해 벼의 유전자가 다른 계통으로 전이되는가를 조사하기 위하여 연차실험을 수행하였는데, 결론적으로 두 유전자변형 계통으로부터 잡초성벼로 유전자가 전이될 위험성이 나타날 것으로 보였다. This experiment was conducted to evaluate pollen viability of Nakdongbyeo, transgenic rice lines, an F1 hybrid from a cross between Milyang weedy rice and ABC-promoter transgenic rice line containing basta-resistant (bar) gene and subsequent selfed progenies, F₂ and F₃. The reaction of pollen with 3-{4,5 dimethylthiazolyl-2}-2,5-diphenyl monotetrazolium bromide (MTT) as a staining chemical immediately after pollen shedding showed maximum pollen viability of 86% in Nakdongbeyo, 75% in ABC-promoter transgenic rice line, 62% in ubiquitin-promoter transgenic line, 68% in F1, 79% in F₂ and 78% in F₃. Viability gradually declined during subsequent observations at 20-minute intervals. However, there was a drastic decline in pollen viability after 40 minutes of pollen shedding. The mean difference of pollen viability among rice lines and time was highly significant, indicating significantly different pollen viabilities at different time intervals. Maximum viability of 36.2% was observed in F₃ and minimum viability of 3.5% was found in F₂ at 90 min after pollen shedding. Results of this experiment on pollen viability and longevity elucidate potential risks of pollen-mediated flow of herbicide-resistant gene from transgenic rice lines and possible integration of it into the weedy rice population.

벼의 종자 발아와 생육 및 광합성에 대한 저선량 감마선과 생장조절물질의 상승작용 효과

백명화 ( Myung Hwa Baek ),정병엽 ( Byung Yeoup Chung ),김진홍 ( Jin Hong Kim ),위승곤 ( Seung Gon Wi ),김재성 ( Jae Sung Kim ),이인중 ( In Jung Lee ) 한국환경생물학회 2005 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.23 No.1

벼의 유묘 생육과 광합성 효율에 대한 저선량 방사선과 생장조절물질 간의 상승작용 효과를 확인하기 위해 4년 된 종자로 기내실험과 온실실험을 수행하였다. 기내실험에서 관찰한 종자 발아의 경우 방사선을 조사한 IBA 0.001 ppm 처리구에서 가장 높은 값을 보였다. 또한, 파종 6일 후 측정한 유표 생육은 방사선 무 조사구보다 방사선을 조사한 GA₃와 IBA 처리구에서 대체로 높은 값을 보였으며, 그 중 IBA 0.001 ppm 처리에서 저선량 방사선과 생장조절물질간의 유의성 있는 상승작용 효과를 확인 할 수 있었다. 저선량 방사선을 조사 한 후 IBA 0.001ppm을 처리하여 관찰한 온실 실험에서도 유묘 생육에서의 상승작용 효과를 확인할 수 있었다 광합성 효율을 확인하기 위해 측정한 엽록소 형광은 생장조절물질에 의해서만 차이를 보여, IBA 처리에 의해 광계 2의 양자 수율을 나타내주는 Φ_(PSⅡ)와 광화학적 소멸을 나타내는 qP는 증가하였고 비광화학적 소멸을 나타내는 형광지표인 qN은 감소하였다. 이러한 결과를 통해 저선량 방사선을 조사한 후 생장조절물질을 처리하였을 때 벼의 종자 발아와 더불어 생육이 두 요인간의 상승작용 효과로 촉진됨을 확인할 수 있었다. To investigate the synergistic effects of low dose gamma irradiation and growth regulators on the growth and photosynthesis in rice (Oryza sativa L.), laboratory and greenhouse experiments were conducted using 4-year-old rice seeds. In the laboratory experiment, the germination rate was increased in 0.001 ppm IBA treatment, showing the synergistic effect of gamma irradiation and growth regulators. The seedling growth was increased by treatment of GA₃ and IBA, the irradiated groups having higher than the non-irradiated ones. Particularly, it was remarkable in 0.001 ppm IBA. In greenhouse experiment, seedling growth was increased in response to a combination of gamma irradiation and 0.001 ppm IBA. Effective quantum yield of PSⅡ (Φ_(PSⅡ)) and photochemical quenching (qP) were increased, while non-photochemical quenching (qN) was decreased by 0.001 ppm IBA. A synergistic effect of gamma irradiation and IBA was only found in seedling growth. The present results suggest that low dose gamma irradiation and growth regulator could synergistically stimulate seedling growth.

Effect of Gibberellin Biosynthesis Inhibitor Ancymidol on Growth, Floral Initiation and Endogenous GA levels in Sorghum bicolor

Lee In-Jung(이인중),Kil-Ung Kim(김길웅),Sang Chul Lee(이상철),Dong Hyun Shin(신동현) 韓國雜草學會 1997 Weed&Turfgrass Science Vol.17 No.2

식물호르몬의 농업적 이용 및 식물체내 상호작용

이인중(In-Jung Lee) 한국농약과학회 2007 한국농약과학회 학술발표대회 논문집 Vol.- No.-