Ct-1, one of the Arabidopsis thaliana ecotypes, has higher salinity tolerance than Col-0

국문 초록 (Abstract)

농업 생산량의 약 40%는 충분한 양의 강수가 공급되지 못해서 관개에 의존한다. 그러나 관개용수에는 미네랄이 소량 함유되어 있을 뿐만 아니라 지속적인 관개로 인해 토양 내 염분 함량이 높아져 결국 농작물의 생산량이 감소하게 된다. 따라서 식물의 염분 저항성 메커니즘을 이해하기 위한 많은 연구가 수행되어 왔다. 우리는 애기장대의 여러 생태형 중 하나인 Ct-1이 Col-0보다 높은 염분에 내성이 있다는 것을 확인했다. Ct-1은 Col-0에 비해 활성산소에 의한 손상이 적었으나 안토시아닌과 같은 항산화물질은 축적되지 않았다. 본 연구에서는 Ct-1이 높은 염도에서 Col-0에 비해 싹에 더 많은 K+ 이온을 축적할 수 있다는 것을 발견했다. K+ 이온을 확보하는 것은 식물의 내염성에 매우 중요하다. 또한 Ct-1의 NO3- 함량은 K+ 이외에도 NO3 ¬ 함량이 Col-0에 비해 높게 나타났는데 이는 K+ 이온의 증가와 관련이 있는 것으로 판단된다. NRT1.5와 NPF2.3과 같은 질산염 관련 유전자가 높은 염분에 반응하여 Col-0보다 Ct-1에서 더 많이 발현되는 것을 확인하였다. 결과적으로 질산염과 칼륨 사이의 수송 능력의 차이가 식물의 염 스트레스에 대한 저항성을 향상시킬 수 있다는 것을 의미한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Approximately 40% of the total agricultural output is dependent on irrigation, as not all agricultural areas receive adequate amounts of rainfall. However, irrigation water not only contains a small amount of minerals, but also increases salt content in the soil due to continuous irrigation, which eventually leads to a decrease in crop production. Therefore, many studies have been conducted to understand the mechanisms of salinity resistance in plants. We have confirmed that Ct-1, one of several ecotypes of Arabidopsis, is more resistant to high salinity than Col-0. Ct-1 was less damaged by reactive oxygen species (ROS) than Col-0 but did not accumulate antioxidants such as anthocyanins. In this study, we found that Ct-1 can accumulate more K+ ions in shoots compared to that by Col-0 under high salinity. Securing K+ ions is very important for the salt resistance in plants. In addition to K+, the NO3– content in Ct-1 was also higher than that of Col-0, which seems to be related to the increase of K+ ions. It was confirmed that nitrate-related genes such as NRT1.5 and NPF 2.3 were more expressed in Ct-1 than in Col-0 in response to high salinity. Our results imply that the difference in transport capacity between nitrate and potassium can improve resistance to salt stress in plants.

목차 (Table of Contents)

• ABSTRACT i
• TABLE OF CONTENTS iii
• LIST OF FIGURES iv
• INTRODUCTION 1
• MATERIALS AND METHODS 3
• RESULTS 7
• Ct-1 showed a more tolerant phenotype to salinity stress compared to that by Col-0 7
• Ct-1 has lower ROS levels than Col-0 12
• Ct-1 has a higher K+/Na+ ratio than that of Col-0 in the root and shoot 17
• Ct-1 plants seem to have higher transcript levels of nitrate transport genes than Col-0 in response to high salinity 22
• DISCUSSION 26
• REFERENCES 33