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항산하효소 관련 유전자로 형질존화된 담배에 미치는 오존의 영향 및 ethy lenediurea(EDU)의 항오존 효과 원문보기
Effects of Ozone and Protective Effect of EDU as an Anti-ozonant on Transfirmed Tobacco Plants with Antioxidant Enzyme-reoated Genes

  • 저자

    金東濬

  • 학위수여기관

    명지대학교

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    生命科學科

  • 지도교수

  • 발행년도

    1998

  • 총페이지

    vii, 59 p.

  • 키워드

    항산하효소 유전자 담배 오존 ethy lenediurea 항오존;

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T8949253&outLink=K  

  • 초록

    오존이 식물에 미치는 영향을 알아보기 위하여 오존에 민감한 담배(Nicotiana tabacum υar xanthi)를 실험재료로 사용하여 오존 피해와 항오존물질인 EDU(ethylenediurea)의 보호 효과를 조사하였다. 본 실험에 사용된 담배는 오존과 같은 산화적 스트레스에 의해 생성된 활성 산소종을 제거시켜 주는 항산화효소들의 cDNA로 각각 형질전환시킨 것과 형질전환시키지 않은 것을 사용하였다. 담배 식물체를 open-top chamber 내에서 이용하여 3일 간 200ppm 수준으로 오존 처리를 하여 오존에 의한 피해 정도를 관찰하였고 항오존 물질로 알려져 있는 EDU를 처리하여 처리구별로 오존의 피해에 대한 보호 효과를 관찰하기 위하여, 기체 교환률, 엽록소 함량 등을 측정 하였다. SOD(superoxide dismutase)cDNA들로 형질전환된 담배는 SOD activity assay, SOD activity staining, POD(peroxidase)activity assay, POD activity staining, CAT(catalase)activity assay를 하였으며, APX(ascorbate peroxidase)cDNA들로 형질전환된 담배는 APX activity assay, APX activi staining, SOD activity assay, SOD activity staining, GR(glutathione reductase)activity assay를 하였다. 250ppm의 EDU 처리를 한 후에 3일 간 200ppb로 오존처리를 하여, 광합성률, 증산률, stomatal conductance, 엽록소 함량을 측정하였으며, 오존처리 후에, 그리고 회복한 이후에 측정하였다. 오존 처리 시에, 광합성률은 오존처리를 한 것에 대해 chloroplastic APX의 cDNA로형질전환된 식물(CtA)이 제일 강한 보호작용을 보였으나. EDU 처리를 한 것에 대해 Mn-SOD의 cDNA로 형질전환된 식물(MS)은 EDU 처리에 의한 보호작용이 높았다. 증산률에 있어서는 오존처리를 한 것에 대해 CtA가 제일 강한 보호작용을 보인 반면에, EDU 처리를 한 것에 대혜 MS는 EDU 처리에 의한 보호작용을 제일 높게 나타냈다. 기공 콘덕턴스룹 살펴 보연 오존처리를 한 것에 대해 CtA가 제일 강하게 나타난 반면에, EDU 처리를 한 것에 대해 비형질전환체는 EDU 처리에 의하여 가장 보호작용이 높았다. 엽록소 함량은 오존처리를 한 것에 대해 CtA가 가장 높았지만, EDU 처리를 한 것에 대해 비형질전환체는 EDU 처리에 의한 효과가 가장 좋았다. 회복 후의 측정 시에, 광합성률은 오존처리를 한 것에 대해 MS가 제일 강한 보호작용을 보였으나, EDU 처리를 한 것에 대해서도 MS는 EDU 처리에 의한 보호작용이 높았다. 증산률에 있어선 오존처리를 한 것에 대해 MS가 제일 강한 보호작용을 보인 반면에, EDU 처리를 한 것에 대해서 CyA는 EDU 처리에 의한 보호작용이 제일 높게 나타났다. 기공 콘덕턴스를 살펴보면 오존처리를 한 것에 대해 MS가 제일 강하게 나타난 반면에, EDU 처리를 한 것에 대해 CyA는 EDU 처리에 의하여 보호작용이 가장 높았다. 결론적으로, 형질전환된 담배 식물체들이 형질전환되지 않은 것보다 오존에 의한 피해를 덜 받게 된다는 것을 알 수 있으며, 항오존물질인 EDU를 처리한 처리구에서도 형질전환된 담배 식불체들이 형질전환되지 않은 것보다도 더 잘 회복된다는 것을 알 수 었다.


    This study was carried out to investgate injury limit of tobacco (Nicotiana tabacum, cv xanthi) known to be susceptible to ozone and protective effects of antiozonant EDU to ozone damage. In this experiment, transgenic tobacco plants were used in which cDNAs of antioxidant enzymes were inserted to remove reactive oxygen species generated by oxidative stress such as ozone, and nontransformed line as a control. Ozone was fumigated to tobacco plant for 3 days at 200ppb of O₃ concentration using open-top chamber. The damage extent by O₃ and protective effects of antiozonant EDU treatment were observed. Activity patterns of a variety of antioxidant enzymes were assayed in tobacco plants with O₃ treatment. Gas exchange rates and chlorophyll contents were determined in each treatment using portable photosynthesis analysis system. In transgenic plants with SOD cDNAs by SOD activity, SOD activity staining, POD activity, POD activity staining, and CAT activity were analyzed. And in transgenic plants with APX cDNAs APX activity, APX activity staining, SOD activity, SOD activity staining, and GR activity assay were analvzed. After 250ppm EDU treatment, and then ozone fumigation, photosynthesis rate, traspiration rate, and stomatal conductance after ozone treatment and recovery were measured. After O₃ treatment, in the photosynthesis rate, transgenic plant of cDNA chlroplastic APX(CtA) was the most resistant transgenic plant on O₃ treatment, while transgenic plant of cDNA Mn-SOD(MS) had the most protective effect on EDU treatment. In transpiration rate, CtA was the most resistant transgenic plant on O₃ treatment, while MS had the most protective effect on EDU rtreatment. In stomatal conductance, CtA was the most resistant transgenic plant on O₃ treatment, while nontransgenic plant(CON) had the most protective effect on EDU treatment. In chlorophyll contents, chl. APX line was the most resistant transgenic line on Os treatment, while CON had the most protective effect on EDU treatment. After recovery, in photosynthesis rate, MS was the most resistant transgenic plant on O₃ treatment, while MS had the most protective effect on EDU treatment. In transpiration rate, MS was the most resistant transgenic line on O₃ treatment, while transgenic plant of cDNA cytosolic APX(CyA) had the most protective effect on EDU treatment. In stomatal conductance, MS was the most resistant transgenic line on O₃ treatment, while CyA had the most protective effect on EDU treatment. Conclusively, it was revealed that transgenic tobacco plants were damaged less than control line in O₃ treatment and were recovered more effectively than control line in antiozonant EDU treatments.


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