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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 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.
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.