생물환경조절학회지(구 시설원예ㆍ식물공장) Vol.31 No.3 (p.170-179)

이상저온 시 글루탐산 엽면 처리에 의한 배추의 ABA, 탄수화물 및 Glucosinolate 대사체 변화

Changes in Abscisic Acid, Carbohydrate, and Glucosinolate Metabolites in Kimchi Cabbage Treated with Glutamic Acid Foliar Application under Extremely Low Temperature Conditions
키워드 :
ABA metabolite,biostimulant,Brassica rapa L. subsp. pekinensis (Lour.) Hanelt,low temperature stress,phytochemical,ABA 대사체,Brassica rapa L. subsp. pekinensis (Lour.) Hanelt,생물자극제,저온 스트레스,파이토케미컬

목차

Abstract
서 론
재료 및 방법
   1. 실험 재료 및 처리
   2. ABA 대사체 분석
   3. 탄수화물 대사체 분석
   4. Glucosinolate 대사체 분석
   5. 통계 분석
결과 및 고찰
   1. ABA 대사체 함량 비교
   2. 탄수화물 대사체 함량 비교
   3. Glucosinolate 대사체 함량 비교
   4. 다변량 상관 분석
결 론
적 요
Literature Cited

초록

글루탐산은 식물의 생장과 발달에 중요한 역할을 하는 필수 아미노산의 전구체이며, 저온 보호 물질로 이어지는 생합성 경로를 자극하여 저온 피해를 줄이는 생물자극제 중 하나이 다. 본 연구에서는 저온 스트레스 조건에서 글루탐산 엽면 처 리가 배추에 미치는 영향을 평가하였다. 글루탐산 2가지 엽면 시비 농도(0 및 10mg·L-1)와 3가지 주/야간 온도 수준(11/-1 °C extremely low, E; 16/4°C moderately low, M; 21/9°C optimal, O)을 결합하여 6개의 처리가 수행되었다. 글루탐산 의 엽면 처리는 정식 후 10일에 1회 살포하고, 글루탐산 처리 직후 온도 처리는 최대 4일 동안 실시하였다. 처리 4일 후, ABA, PA, DPA 및 ABA-GE 함량은 M 처리에서 Glu 0 처리 보다 Glu 10 처리에서 함량이 더 높았다. Glucose 함량은 E 및 Glu 10 처리에서 가장 높은 반면(52.1mg·100g-1 dry weight), fructose 함량은 O 및 Glu 0 처리에서 함량이 가장 높았다 (134.6mg·100g-1 dry weight). GLP, GBS, 4MGBS, GNBS 및 GNS 함량은 E 및 Glu 10 처리에서 모든 처리 중 가장 높았 다(0.72, 2.05, 1.67, 9.40 및 0.85μmol·g-1 dry weight). 처리 2일 후 E 및 Glu 10 처리의 PA와 DPA함량에서 급격한 변화 를 확인하였고, 몇몇 개별 glucosinolate 함량(GLP, GBS, 4MGBS, GNBS 및 GNS)은 저온과 글루탐산 처리에 따라 유 의적 차이를 확인할 수 있었다. 또한, fructose는 glucose 대신 fructan을 에너지원으로 사용하였기 때문에 처리 4일후 E와 M처리에서 O 처리에 비하여 유의적으로 낮은 함량을 보였다. 따라서, 저온과 글루탐산 엽면 처리에 따른 PA, DPA, glucose, fructose 및 개별 glucosinolate 물질들의 변이를 확 인하였지만, 저온과 글루탐산의 효과에 관한 명확한 상관관계를 평가할 수는 없었다. 배추과 작물은 호냉성 채소로서 저 온에 민감하게 반응하지 않고, 대부분 내한성을 가지고 있기 때문으로 판단된다.
Glutamic acid is a precursor of essential amino acids that play an important role in plant growth and development. It is one of the biostimulants that reduce cold stress damage by stimulating biosynthetic pathways leading to cryoprotectants. This study evaluated the effects of glutamic acid foliar application on Kimchi cabbage under low-temperature stress. There were six treatments, combining three photo-/dark periods temperature levels (11/-1°C extremely low, E; 16/4°C moderately low, M; and 21/9°C optimal, O) with and without glutamic acid foliar application (0 and 10 mg·L-1; Glu 0 and Glu 10). Glutamic acid foliar application was sprayed once 10 days after transplanting, and then temperature treatment immediately after glutamic acid foliar application was conducted for up to four days. After four days of treatment, abscisic acid (ABA), phaseic acid (PA), dihydrophaseic acid (DPA), and abscisic acid-glucose ester (ABA-GE) contents were higher with Glu 10 treatment than Glu 0 treatment in M treatment. Glucose content was highest in E with Glu 10 treatment (52.1 mg·100 g-1 dry weight), while fructose content was highest in O with Glu 0 treatment (134.6 mg·100 g-1 dry weight). The contents of glucolepiddin (GLP), glucobrassicin (GBS), 4-methoxyglucobrassicin (4MGBS), neoglucobrassicin (GNBS), and gluconasturtiin (GNS) were highest among all treatments in E with Glu 10 treatments (0.72, 2.05, 1.67, 9.40 and 0.85 μmol·g-1 dry weight). After two days of treatment, rapid changes in PA and DPA contents of E with Glu 10 treatments were confirmed, and several individual glucosinolate contents (GLP, GBS, 4MGBS, GNBS, and GNS) were significantly different depending on low temperature and glutamic acid treatment. In addition, the content of fructose was significantly lower than that of O treatment in E and M treatments after four days of treatment. Therefore, although the changes in PA, DPA, glucose, fructose, and individual glucosinolates according to low temperature and glutamic acid foliar treatment were shown. A clear correlation between low temperature and glutamic acid effects could not be evaluated. Results indicated that Brassica crops are cryophilic vegetables, do not react sensitively to low temperatures, and mostly have cold resistance.