Flavonoids와 근류균의 상호작용

강상재,박우철,서상현,Kang, Sang-Jae,Park, Woo-Churl,Seo, Sang-Hyun 한국응용생명화학회 1997 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.44 No.4

본 연구는 숙주특이적인 근류형성에 두과작물의 뿌리분비물에 포함된 기주특이적인 flavonoids와 근류균의 상호작용에 대해 실험하였다. Flavonoid 화합물에 대한 근류균의 생물학적 활성은 B. japonocum의 경우 대두의 뿌리분비물에 포함된 flavonoid화합물인 daidzein과 genistein에서는 생장 증진 효과가 나타났으며, alfalfa의 뿌리분비물에 포함된 flavonoid인 luteolin에서는 생장 저해 효과가 나타났으며, R. meliloti의 경우 luteolin의 경우 생장증진 효과가 나타났으며, daidzein과 genistein의 경우 생장저해효과가 나타났다. 각 근류균의 흡수 특이성은 B. japonicum에서 daidzein과 genistein이 각각 $14.95\;{\mu}g/g$와 $14.20\;{\mu}g/g$로 가장 높고 luteolin이 가장 낮게 나타났으며, R. meliloti의 경우 luteolin이 $18.31\;{\mu}g/g$으로 가장 높고 daidzein과 genistein이 가장 낮게 나타났다. 이와 같은 사실로 숙주특이적인 flavonoids가 근류균의 숙주특이성에 깊은 관련이 있을 것으로 사료된다. This experiment was carried out to elucidate the biological activity and absorption characteristics of flavonoids in Rhizobium and Bradyrhizobium and to obtain basic information on host specific nodulation by flavonoids in rhizobium-legume symbiosis. The purpose of the present study was to explore the biological activity and the flavonoid absorption indicates that host-specificity is induced by flavonoids in symbiotic nitrogen fixation. Biological activity increased by daidzein and genistein treatment on B. japonicum KCTC 1539 whereas decreased by luteolin treatment but increased by luteolin treatment on R. meliloti whereas decreased by daidzein and genistein treatment. Daidzein and genistein are absorbed by B. japonicum, KCTC 1539 at higher rate than other flavonoids. Especially, luteolin was absorbed at a least rate. Luteolin are absorbed by R. meliloti KCTC 2353 at higher rate than other flavonoids. Especially, daidzein and genistein was absorbed at a least rate.

대두-근류균의 공생에서 Lectin에 의한 결합특이성

강상재,김진호,박우철 ( Sang Jae Kang,Jin Ho Kim,Woo Churl Park ) 한국응용생명화학회 1997 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.40 No.6

This study was carried out to elucidate the biological characteristics of Rhizobia in biological nitrogen fixation system. The results of investigation were as follows; Polyacrylamide gel electrophoresis pattern of root lectin in the presence of SDS was ascertained electrophoretically and chromatographically. The purified root lectin formed immunoprecipitin line with anti lectin rabbit IgG. Root lectin, seed lectin and root exudate were tested for chemotactic ability. Chemotactic responses of RCR3407 and KCTC2422 toward root exudate were stronger than those of seed lectin and root lectin, but there didn`t occur chemotactic responses of LPN100, not bound with seed lectin and that of LPN101, bound with seed lectin toward root exudate, root lectin and seed lectin. RCR3407, KCTC2422 and LPN-101, which nodulated with soybean, interacted with soybean lectin, but not with pea lectin. LPN-100, which was not nodulated with soybean, didn`t interact with soybean lectin.

상추에서 수분 스트레스에 의한 항산화(抗酸化) 효소(酵素)의 활성도(活性度) 변화(變化)

강상재,박우철,Kang, Sang-Jae,Park, Woo-Churl 경북대학교 농업과학기술연구소 1997 慶北大農學誌 Vol.15 No.-

4종(種)의 상치를 공시작물(供試作物)로 하여 수분(水分) 스트레스에 노출(露出)을 시켰을 때 총(總) 단백질(蛋白質)의 함량(含量)은 Flooding 처리시 그 감소율(減少率)이 더 크게 나타났으며 감소율(減少率)은 JCM이 가장 컸고, DCM이 가장 작았으며 품종간(品種間) 각 처리별(處理別) 차이(差異)가 크게나타났다. 총(總) 지질(脂質)의 함량(含量)은 감소율(減少率)이 CCM이 가장 컸고 JCM, DCM, DJM순(順)으로 감소(減少)하였다. 항산화효소(抗酸化酵素)인 Superoxide Dismutase(SOD)는 Catalase, Ascorbate Peroxidase의 활성도(活性度)는 전체적으로 감소(減少)하였으며 그 감소율(減少率)은 Catalase의 경우 처리별 JCM이 가장 크게 나타났고 DCM, DJM에서는 Flooding 처리시 효소의 활성도 변화가 더 크게 나타났다. Calatase의 활성도(活性度) 변화(變化)가 Ascorbate peroxidase의 활성도(活性度) 보다 감소율(減少率)이 더 크게 나타나 이는 Catalase가 Ascorbate peroxidase 보다 과산화수소(過酸化水素)와 더 직접적(直接的)으로 반응(反應)을 함을 나타낸다. Drought 처리기간별(處理期間別) 효소(酵素)의 활성도(活性度)는 생육시간(生育時間)이 길어질수록 감소(減少)하는 경향(傾向)이었으며 Catalase의 활성도(活性度)가 4일째 이후 가장 급격하게 감소(減少)하였다. Plants are exposed to wide range of different stresses. As plants have only limited mechanism for stress avoidance, they require flexible means for adaption to changing environmental conditions. This study was carried out to reasearch the changes of antioxidant enzymes activities as caused by water stress in four lettuceUactuca sativa) lines. Four lettuce lines exposed to water stress showed premature senescence as evidenced by the consistenent reduction in the content of total soluble protein and total lipid. Water stress also caused decreased activities of superoxide dismutase, catalase, ascorbate peroxidase, but decrease rates were different. Catalase activity was decreased much more than that of ascorbate peroxidase that suggest catalase reacted with hydrogenyperoxide directly not with ascorbate peroxidase.

시들음병균에 길항하는 Bacillus lentimorbus AQ-1의 선발과 이용

강상재(Sang-Jae Kang),김진호(Jin-Ho Kim),주길재(Gil-Jae Joo) 한국원예학회 2003 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2003 No.10

토양 수분 Stress에 따른 상추의 엽중 상대수분 함량과 아스코브산 관련 효소 활성도

강상재(Sang-Jae Kang),박만(Man Park) 한국토양비료학회 2013 한국토양비료학회지 Vol.46 No.1

The relationship between relative water contents of lettuce leaves and biochemical activities in lettuce was examined in this study to explore an adaptation response of lettuce to water stress from soils. Soil water contents and relative water contents of leaves were positively related to show R²=0.8728. Hydrogen peroxide contents of leaves rapidly increased with reduction of soil water content, whereas soluble protein contents and dry matters rapidly decreased. And chlorophyll a and b contents of leaves decreased with increase in carotenoid content. Furthermore, the activities of ascorbate peroxidase (APX), monodehydroascorbate reductase (MDHAR), and dehydroascorbate reductase (DHAR) increased dramatically, and mRNA transcript levels of APX, MDHAR and DHAR also increased. Relationship of relative water content of lettuce leaves to hydrogen peroxide, to ascorbate peroxidase activity, to dehydroascorbate reductase activity, and to monodehydroascorbate reductase activity was shown to be positively correlated. It is highly plausible from this study that these enzyme activities could be developed as an indicator of water states in soils.

대두에서 수분장해 및 회복시 엽중 항산화효소의 활성 변화

강상재(Sang-Jae Kang),김태성(Tae-Sung Kim),박우철(Woo-Churl Park) 한국토양비료학회 1999 한국토양비료학회지 Vol.32 No.2

퇴비의 부숙 과정 중 추출물이 종자 발아력에 미치는 영향

강상재(Sang Jae Kang),이창희(Chang Hee Lee),서상현(Sang Hyun Seo) (사)한국생물환경조절학회 2005 생물환경조절학회지 Vol.14 No.2

슬러지퇴비의 제조과정에서 2, 6, 8, 12주째 시료의 수용성 추출액이 몇 가지 식물의 종자 발아율과 뿌리 생장에 미치는 영향에 대하여 조사한 결괴는 다음과 같다. 퇴비시료 중의 총 질소 함량의 변화는 퇴비화 6주째까지는 그 함량이 다소 증가하다가 그 이후에는 다시 감소하는 경향을 나타내었다. 유기물 함량은 퇴비화가 진행될수록 전반적으로 유기물 함량이 감소하는 경향을 나타내었고, pH는 감소하다가 퇴비화 후반부에서는 중성 부근을 나타내었으며 EC는 6주째에는 증가하다가 다시 낮아지는 경향을 보였다. 시료의 수용성 추출액의 총 질소 함량의 변화는 점차 그 함량이 증가하다가 퇴비화 12주째에는 감소하였다. 암모니아태 질소의 함량변화는 총질소의 변화와 같은 양상이었으며 암모늄태질소와 질산태질소와의 비율은 8주째까지는 증가하다가 12주째에는 오히려 감소하는 경향을 보였다. 양이온 함량은 퇴비화가 진행됨에 따라 퇴비화 초기 단계보다 퇴비화 후반부에서 모든 양이온 함량이 감소하는 경향을 나타냈다. pH는 뚜렷한 변화를 보이지 않았으며 평균 pH 6.48정도를 나타내었으며 EC는 퇴비화 2주째는 3.43dSㆍm?¹에서 12주째 1.72dSㆍm?¹로 낮게 나타났다. 배추 종자에서는 뿌리 생장에 대한 저해가 종자 발아에 대한 저해 보다 더 크게 나타났으나 상추 종자에서는 뿌리 생장에 비해 종자 발아에 대한 저해가 더 크게 나타났다. 퇴비화 과정 중 시료의 수용성 추출액에 대한 콩과 보리 종자의 발아시험 결과 콩 종자에서는 발아 저해가 있었으나 그 정도는 극히 미약했다. 반면 보리 종자에서는 발아 저해 작용이 뚜렷하게 나타났으며 특히 퇴비화 2주, 6주, 8주째 시료의 수용성 추출액 처리구에서는 발아가 전혀 이루어지지 않았다. 결론적으로 퇴비의 수용성 추출액의 저해작용은 식물의 종에 따라 그 정도는 다르게 확인되었으며, 종자 발아와 뿌리 생육에 대한 저해는 퇴비의 부숙시간이 경과함에 따라 다소 감소하는 경향을 보였다. 전체적으로 부숙 초기 퇴비의 수용성 물 추출액이 종자 발아와 뿌리 생장에 대한 저해가 크게 나타났으며 퇴비화가 진행될수록 종자 발아 및 뿌리 생장이 회복되는 경향을 나타내었다. In order to evaluate the physicochemical properties of sludge compost and to identify the effects water-extracts from sludge compost in 2, 6, 8, 12 weeks of decomposing process on seed germination and root elongation in cabbage, lettuce, soybean and barley plants was investigated. The content of total nitrogen in sludge compost increased slightly in 6 weeks decomposing process, and then decreased gradually. Organic matter content decreased continuously overall decomposing process. As decomposition was processing, pH of sludge compost decreased slightly, and EC increase within 6 weeks decomposing process, and then decreased. The content of nitrogen in water-extracts from sludge compost increased within 8 weeks decomposing process and decreased in 12 weeks decomposing process. The content of ammonium nitrogen was similar with that of total nitrogen, and the ratio of ammonium and nitrate increased within 8 weeks, and then decreased. Cation content and EC decreased the late of decomposing process and pH didn't change. The water-extracts from sludge compost during decomposing process inhibited seed germination and root elongation in cabbage (Brassica campestris), lettuce (Lactuca sativa), barley (Hordeum vulgare) and soybean (Glycine max). The inhibition of root elongation in cabbage was greater than that of relative seed germination, whereas relative seed germination in lettuce was more inhibit than root elongation. Relative seed germination and root elongation in soybean were inhibited slightly, but those of in barley was inhibited strongly. In this study, we would identify the effects of water-extracts from sludge compost on seed germination and root elongation was different to the species of seed. The inhibition of seed germination and root elongation treated with the water-extracts which extracted from sludge compost in the early stage of decomposing process was greater than that of in the late stage of decomposing process.

시들음병균에 길항하는 미생물의 분리 및 미생물제제를 첨가한 부산물비료의 이화학적 특성

강상재(Sang-Jae Kang),김진호(Jin-Ho Kim),주길재(Gil-Jae Joo) 한국원예학회 2005 원예과학기술지 Vol.23 No.3

야생 잡초 뿌리 50여점을 균원시료로 하여 약 180종의 근권 미생물을 순수 분리하였고 시들음병균(Fusarium oxysporum)에 길항력이 우수한 9종을 선발하고 그중 가장 길항력이 우수한 균주를 선발 동정하여 Bacillus lentimorbus AQ-1으로 명명하였다. B. lentimorbus AQ-1의 항진균성을 조사한 결과 병원성 곰팡이류에는 시들음병균(Fusarium oxysporum)은 21.7㎜>잘록병균(Rhizoctonia solani)은 12.4㎜> 검은무늬병균(Alternaria porri)은 11.4㎜> 잎마름병균(Stemphylium botryosum)은 10.2㎜> 흑색썩음균핵병균(Sclerotium cepivorum)은 7.9㎜> 잿빛곰팡이병균(Botrytis cinerea)은 3.4㎜> 검은점잎마름병균(Septoria sp.)은 2.8㎜ 순으로 길항력이 높았으며 세균인 세균썩음병균(Pseudomonas sp.)은 1.8㎜> 푸른곰팡이병균(Penicillium sp.)은 1.6㎜의 순으로 높은 길항효과를 나타내었다. 시들음병에 길항력을 가지는 선발된 B. lentimorbus AQ-1을 제형화한 미생물제제를 첨가하지 않고 제조한 부산물비료(퇴비, S-0)와 각각 1%(S-1), 2%(S-2)를 첨가하여 부숙시킨 후 품질을 평가한 결과 품질 기준에 적합하였다. 부산물비료를 제조한 후 제품내의 미생물의 종류와 수는 대조인 S-0는 세균류가 0.98×10¹⁰ (cfuㆍg⁻¹) 방선균류가 0.87×10⁶(cfuㆍg⁻¹), 곰팡이류가 2.5×10⁴(cfuㆍg⁻¹) 정도이었으며 S-1은 세균류가 1.21×10¹⁰(cfuㆍg⁻¹), 방선균류가 1.00×10⁶(cfuㆍg⁻¹), 곰팡이류가 3.7×10⁴(cfuㆍg⁻¹), S-2는 세균류가 1.35×10¹⁰(cfuㆍg⁻¹), 방선균류가 1.12×10⁶(cfuㆍg⁻¹), 곰팡이류가 4.4×10⁴(cfuㆍg⁻¹)로 나타났다. 제조한 부산물비료를 시용하여 상추의 생육을 조사한 결과 초장은 미생물제제를 첨가하지 않고 제조한 부산물비료(S-0)를 시용하였을 때 보다 미생물제제를 첨가하여 제조한 부산물비료(S-1, S-2)를 시용하였을 때 비교적 증가하였다. 엽수도 약간 증가하였으며, 생체 중량과 수량은 미생물제제를 첨가하여 제조한 부산물비료의 시용시 미생물제제를 첨가하지 않은 대조구에 비해 대체로 증가하지만 유의성이 인정되지는 않았고 토양의 화학성은 변하지 않으므로 부산물비료(퇴비)의 제조 시 길항미생물의 이용하여 기능성을 다양화 할 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다. Nine strains were isolated for antagonistic activity against plant pathogenic fungi and bacteria from plant roots and rhizosphere of some weeds. The highest activity of antagonism of the strain was obtained and designated as Bacillus lentimorbus AQ-1 by Bergey’s manual of determinative bacteriology with various characteristics investigated. Bacillus lentimorbus AQ-1 exhibited strong antifungal activity against Fusarium oxysporum (21.7 ㎜), Rhizoctonia solani (12.4 ㎜), and Alternaria porri (11.4 ㎜), Stemphylium botryosum (10.2 ㎜), and antibacterial activity against Pseudomonas sp. (1.8 ㎜), Penicillium sp. (1.6 ㎜). The compost mixed with Bacillus lentimorbus AQ-1 were prepared to investigate the microflora and plant growth of lettuce (Lactuca sativus). The population of bacteria, actinomycetes and fungi of the compost mixed with 1% microbial formulation were 1.21×10¹⁰ (cfuㆍg⁻¹), 1.00×10⁶ (cfuㆍg⁻¹), and 3.7×10⁴ (cfuㆍg⁻¹), respectively, and those of compost mixed with 2% microbial formulation were 1.35×10¹⁰ (cfuㆍg⁻¹), 1.12×10⁶ (cfuㆍg⁻¹), and 4.4×10⁴ (cfuㆍg⁻¹), respectively. The plant height, leaf number and fresh weight of lettuce treated compost with the mixtures of Bacillus lentimorbus AQ-1 were slightly increased in comparison with an commercial compost (without Bacillus lentimorbus AQ-1). Application of compost mixed with microbial formulation didn’t change the physicochemical properties of treated soil.

실험조건에 따른 Atterberg 한계 변화에 관한 실험적 연구

강상재(Kang Sang Jae),박영목(Park Yeong Mog),허상목(Hur Sang Mog),김재석(Kim Jae Seok) 대한토목학회 2000 대한토목학회 학술발표회 논문집 Vol.2000 No.2

수분 부족 스트레스 처리시 Monodehydroascorbate Reductase(MDHAR)의 반응

강상재(Kang Sang Jae) (사)한국생물환경조절학회 2008 생물환경조절학회지 Vol.17 No.4

수분 공급을 제한하여 수분 부족 스트레스를 처리한 상추식물에서 산화적 스트레스와 관련된 monodehy-droascorbate reductase (MDHAR)의 활성도, 엽록소 함량, 과산화수소의 함량 등과의 상관관계를 조사한 결과, 생육배지의 수분의 함량이 감소함에 따라 식물체내 과산화수소의 생성량이 증가(R²=0.8851)하였으며, 수용성단백질 함량은 점차 감소(R²=0.9826)하는 경향을 나타내었다. 총 엽록소함량은 수분 부족 스트레스를 처리한 공시작물에서의 함량이 정상 생육시 보다 그 함량이 대체적으로 낮은 경향을 보였으며, 엽록소 a와 엽록소 b함량 변화도 총 엽록소의 함량변화와 비슷한 경향을 보였다. 그러나 총 엽록소에 대한 카로티노이드의 비율은 수분 부족 스트레스를 처리한 식물에서 정상생육 시 보다 더 높은 경향을 보였다. 수분 부족 스트레스가 진행됨에 따라 아스코브산의 함량은 정상 생육시 보다 더 높은 경향을 보였으나 환원형인 디하이드로아스코브산의 함량은 수분 부족 스트레스를 처리한 초기에 정상생육 시 보다 더 낮은 경향을 보였다. MDHAR의 활성도는 사이토졸(cytosolic) 분획과 엽록체(chloroplastic) 분획에서 공히 크게 증가하였으며 MDHAR의 mRNA 전사 정도도 수분 부족 스트레스가 진행됨에 따라 크게 증가하였다. 수분함량이 감소함에 따라 MDHAR의 활성도가 크게 증가하였으며, 또한 과산화수소의 함량이 증가함에 따라서도 MDHAR의 활성도가 크게 증가(R²=0.9937과 0.8645)되어 수분 부족 스트레스로 나타나는 요인들과 MDHAR 사이에 밀접한 관련이 있음을 확인할 수 있었다. The relationship between water deficit stress and monodehydroascorbate reductase (MOHAR) activity was determined in lettuce (Lactuca sativa L.) leaves under water stress condition imposed by with-holding water for 72 hrs. Relative water content determined in water deficit stressed lettuce leaves gradually reduced from 91.29% to 74.58%, and water content of medium drastically decreased 4.73% after quitting of irrigation. Hydrogen peroxide content in leaves subjected to water deficit stress rapidly increased, but soluble protein content rapidly decreased when those were compared to control plant. The relationship between relative water content and hydrogen peroxide content in stressed leaves positively correlated with R²= 0.8851, but soluble protein content reversely correlated with R²=0.9826. Total chlorophyll content in stressed plant leaves was higher than that of control plant, and increased rapidly in early stage of treatment of both stressed and control plants. Carotenoid content was higher than that of control plant, and the ratio of carotenoid to total chlorophyll in stressed plant was higher as compared to control plant. As water deficit stress continued progressively, total ascorbate content in stressed plant leaves was a little higher than that of control plant. But dehydroascorbate (DHA) content within 6 hr of water deficit stress was higher than that of control plant, and then, content of control plant in 12 hr of stress treatment higher than that of stressed leaves. The activity of monodehydroascorbate reductase of cytosolic and chloroplastic fractions increased dramatically, and mRNA of MOHAR was highly detected by probing <SUP>32</SUP>P-labeled single stranded MOHAR RNA of lettuce plant leaves subjected to water deficit stress. Relationship between MOHAR activity and relative water content and hydrogen peroxide highly correlated with R²=0.9937 and 0.8645, respectively.