안정성 동위원소 (15N, 34C)를 활용한 사초용 유채의 질소 - 황 대사의 상관성에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

황산염의 시비수준은 질소의 대사와 상호 상관적으로 작용한다. 실제적으로 유채에 있어 질소 이용효율은 매우 낮은 것으로 평가되고 있으며 이는 농-환경적 관점의 문제점을 일으키고 있다. 따라서 본 연구의 목적은 유채에 있어 황 - 질소 대사의 상관성에 대해 심도 있게 이해하는데 있다.
본 연구는 2개의 세부 연구내용으로 나누어 구성하였다. 제1세부 연구내용은 "황 결핍 하에서 질소 및 황 대사의 상관성에 관한 연구" 로서 1) 안정성 동위원소 15N / 34S tracing method를 활용하여 황 결핍이 유채의 식물체내 외인성 (흡수된 무기질 질소 및 황) 및 내인성 (저장된 질소 및 황 화합물) 질소 및 황의 동태를 양적으로 평가2) 황 결핍 조건에서 질소 및 황의 아미노산, 단백질 생합성 kinetics (결핍된 정도 또는 시간경과에 따른 15N-아미노산, 15N-단백질, 34S -아미노산, 34S -단백질 평가) 3) 황 결핍 조건하에서 NO3- 및SO42- 동화 관련 효소 활력 분석을 통하여 황 – 질소 대사의 상관성을 해석하였다. 제 2세부 연구내용은 "수분결핍 스트레스 하에서 황 – 질소 대사의 상관성에 관한 연구"로서 1) 15N / 34S tracing method를 활용하여 황 및 질소 흡수, 동화의 양적 평가 2) 스트레스 강도에 따른 질산염 및 황산염의 동화에 관여하는 효소 활력 및 gene induction 분석 3) 수분결핍 스트레스에 따른 아미노산 조성 및 Reduce-S compound의 함량 변화의 분석을 통하여 유채에 있어 질소 – 황 대사의 상관성을 특성화하고자 하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The levels of sulfate fertilization is interacted with nitrogen metabolism. In rape plant, high S-demanding plants, nitrogen use efficiency is estimated to be low under sulfur deficient condition which in turn provoke some problems in agro-environmental aspects. The objective of this research is to fully understand the interaction of nitrogen and sulfur metabolism.
This research was organized with two separate subjects. As the first subject "The interaction of nitrogen and sulfur metabolism under S-deficient condition", 1) Quantification for the flows of exogenous (the newly absorbed N and S) and endogenous (formerly stored N and S before S-deficient treatment) , 2) Estimation of de novo synthesis of amino acids and proteins from the newly absorbed N and S by analyzing the kinetics of 15N-amino acids, 15N-proteins, 34S –amino acids and 34S –protein, and 3) Analysis of the activities of enzymes involving in NO3- and SO42- assimilation were carried out. For the second subject "The interaction of nitrogen and sulfur metabolism under water deficient-stressed condition" 1) Quantification of N and S uptake and their assimilation to amino acids and proteins, 2) Analysis of enzymes activity and gene expression which are related with NO3- and SO42- assimilation, and 3) Changes in amino acids composition and reduced S-compounds in relation to stress intensity were respectively determined to characterize the interaction of N and S metabolism under S-deficient condition in rape plants.