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Effect of Strontium on the Uptake and Distribution of Calcium and Magnesium in Sugar beet
김태완,황선웅,이용환,엄명호,게오르그 하인리히,Kim, Tae Wan,Hwang, Seon-Woong,Lee, Young-Hwan,Um, Myung-Ho,Heinrich, Georg 한국토양비료학회 1999 한국토양비료학회지 Vol.32 No.4
To investigate the relationship between the translocation and distribution the monovalent K and Na and the divalent Sr and Ca, the natrophile and calcitrophic plant sugar beet (Beta vulgaris L.) was used. Strontium uptake and distribution are concentration and growth stage dependent. The highest Ca content occurred in the treatment of 4 : 1 mM ratio of Ca to Sr, while the highest Sr content in old leaves in the presence of 1 mM Ca and 4 mM Sr. The addition of low concentration of Sr stimulates Ca-uptake. Reversely. Sr-uptake is highest in the presence of 1 mM Ca. This result may be an antagonistic effect between Ca and Sr. The ratios of Mg to Ca and Sr are satisfactorily presented by the regression analysis. The sum of Sr and Ca contents are most significant linear to the ratio of Mg to one, showing a negative correlation. This result implies that the absorption of Mg and Ca or Sr is antagonistic. In the presence of only 5 mM Sr, K and Na-uptakes increases, while Sr in the presence of Ca does not affect the change in the K and Na assimilation and their ratios. The ratios of K to Na is also not changed. A little addition of Sr could more effectively retain the chlorophyll loss while only in the presence of Sr, the chlorophyll levels are considerably reduced. 본 연구는 호염성(胡鹽性) 이면서 호칼슘 식물로 알려진 사탕무에서 일가이온인 K와 Na 그리고 이가 이온인 Ca와 Sr 및 Mg의 식물체내 수송과 분포를 밝히고자 수행하였다. Sr의 흡수와 재분배과정은 근권의 이온농도와 생육단계와 밀접한 관계가 있었다. Ca 4 mM과 Sr 1 mM을 처리했을 때 체내 Ca 함량이 가장 높았던 반면 Sr의 함량은 1mM Ca와 4 mM Sr을 혼합처리 했을 때 가장높았다. 즉 낮은 농도의 Sr을 처리했을 때 Ca의 흡수가 가장 높았다. 이러한 결과는 Ca와 Sr의 상가적 흡수기작 때문으로 추정되었다. Mg함량에 대한 Ca와 Sr총 함량은 고도의 부의 상관을 나타냈다. 결과적으로 Mg와 Sr 및 Ca는 상호 길항적으로 흡수되는 것을 알수 있었다. 5mM Sr 존재 하에서만 K와 Na의 흡수가 증가하는 반면 Ca와 Sr의 혼합처리는 이들 이온과는 무관하였다. 따라서 K/Na Ratio 또한 변화되지 않았다. 소량(1mM)의 Sr 첨가는 Chlorophyll 분해를 저지하는 효과를 보였다.
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김태완,게오르그하인리히 한국환경농학회 1995 한국환경농학회지 Vol.14 No.1
소맥 종자의 발아 과정중 strontium의 생리적 작용을 규명하기 위해 초엽, 종근 및 배유에서의 free amine의 함량변화가 측정되었다. GA₃를 포함한 배양액에 strontium 농도의 증가는 종근에서의 putrescine과 초엽에서의 spermidine의 축적을 현저히 유발하였다. 10 μM 정도의 저농도에서도 strontium에 의한 putrescine 증가는 뚜렷한 반면, spermidine 증가는 10 mM의 고농도 처리에서 현저했다. 종근 생장을 억제하는 1mM 내지 10mM의 strontium 농도에서, g 생체중당 putrescine 수준은 동일농도 calcium 처리에서 보다 각각 22.4배와 15.3배 높았다. 특히 putrescine과 spermidine 증가에 의한 총 free amine 수준의 중가는 생체중 대비 뿐만이 아닌 RNA 함량 대비에서도 중요한 생리적 반응으로 보여졌다. Strontium과 대조적으로 고농도 calcium (10 mM) 처리는 초엽과 종근에서의 agmatine과 cadaverine 함량의 증가를 유발했다. Cadaverine은 calcium을 처리했을 경우에만 검출되었다. 그러나 1 μM에서 1 mM 수준의 calcium 처리는 총 free amine 함량의 감소를 가져왔다. Strontium과 calcium 존재하에서의 발아과정중 축적되는 amine 종류의 차이와 총 free amine 중 diaminine 비율과 총 free amine 중 Polyamine 비율의 변화는 strontium과 calcium 간의 생리적 대사반응의 차이중 하나로 판단되었다. Wheat (Triticum aestivum L.) seeds were used to study a possible relationship between strontium and polyamines (PAs) in the coleoptile, root, and endosperm during germination. When Sr^(2+) (0.001 mM + 10 mM) was applied to the incubation medium with 10 μM GA₃, great increases in putrescine (Put) were observed in root and spermidine (Spd) in the coleoptile, depending on the concentration. In germinating seeds, putrescine accumulation was induced even at a low concentration (0.01 mM Sr), whereas spermidine accumulation was stimulated considerably at a high concentration (10 mM Sr). The putrescine levels, on a gram fresh weight (g-fr-wt) basis, in the roots which were growth-inhibited by 1 and 10 mM Sr^(2+) were 22.4 and 15.3 fold higher respectively than at the same concentrations of Ca^(2+). The accumulation of total polyamine (TA), in particular Put and Spd, induced by Sr seemed to be an important physiological response not only on a g fr wt basis but also on an RNA basis. In contrast, the levels of agmatine (Agm) and cadaverine (Cad) were notably enhanced by 10 mM Ca^(2+) in the coleoptile and root. Cadaverine was detected only in Ca^(2+) -treated seedlings. However, Ca^(2+)-treatment in the range of 0.001 mM to 1.0 mM resulted in reduction of TA content. The distinction of accumulated polyamines and the change in diamine (DA) / TA and tri- and tertiary (tPA) / TA ratios were likely to be a physiological difference between Sr^(2+) and Ca^(2+) during germination in wheat.
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