본 연구는 고온과 고습 조건 하에서 양파 화구의 총 단백질 발현과 원형질막 H+ATPase 영향을 조사하고자 조생종 '신선황'과 중생종 '맵시황'를 이용하여 실험을 수행하였다. '신선황'과 '맵시황' 품종의 양파 회구 개화전, 반개화, 그리고 만개 단계에서 단백질의 양생에는 차이를 보이지 않았지만 결실 단계에서는 유도 및 비유도되는 단백질이 현저하게 나타났다. 양파 화구 개화 후 실시한 고온과 고습처리 18일째의 양파두 품종의 단벡질도 현저하게 감소하였고 특히 고온처리구에서 더 감소되는 경향을 보였다. 원형절막 H+ATPase 발현을 western-blot으로 살펴본 결과, '신선황' 과 '맵시황'의 경우 대조구에서 원형질막 H+ATPase 단백질 발현이 유지 되는 반면에, 고온처리구에서는 두품종 모두 원형질막 H+ATPase가 발현 되지 않았다. 고습처리구에서 중생종 '맵시황'약 원형질막 H+ATPase는 발현 되었는데 조생종 '신선황'에서 발현되지 않았다. 이는 양파 종자 성숙단계에서 고온 조건을 조우하면 고습처리 보다는 단백질 및 원형질막의 H+ATPase피해가 더 심각함을 보여 주는 결과이다.

본 연구는 간이 수경재배법을 이용하여 보리의 알루미늄 스트레스 내성과 민감성 품종을 간편하고 빠르게 screen하는 방법을 소개하고, 선별된 품종간의 뿌리의 생장, 뿌리 조직의 염색, 알루미늄 함량, 원형질막의 H+ -ATPase의 발현 변화를 조사하여 분석하였다. l. 보리 65가지 품종을 간이 수경재배법을 이용하여 20uM 알루미늄을 24시간 처리 후 뿌리생장의 차이로 내성 세 품종(자예2, 자예6, 모치무기)과 민감성 세 품종(흰쌀, 올쌀, 품2)을 선별하였다. 2. 알루미늄에 내성 품종은 알루미늄 처리 농도(0, 5, 10, 20uM )에 따라 뿌리 생장 감소폭이 적었으나, 민감성 세 품종은 상대적으로 낮은 5uM 농도에서부터 80%의 생장이 억제되었다. 3. 내성인 자예2와 민감성인 품2의 알루미늄 처리 후, 농도별(0, 5, 10, 20uM ), 시간별(3, 6, 12, 24시간)로 0.2% hematoxylin으로 염색 시 주로 apex에 3시간 이후부터 염색되었으며, 민감성 품2가 내성인 자예2에 비해 농도와 시간에 따라 그 피해 정도가 매우 심각하였다. 4. 20uM 로 24 시간 처리된 뿌리 apex(10 mm)의 알루미늄 함량을 측정한 결과, 내성인 자예2는 주당 47.1 nmol의 함량을 보여 주었으나, 민감성인 품2는 주당 64.9 nmol의 높은 함량을 보여 주었다. 5. 24시간 동안 20uM 알루미늄을 처리한 뿌리 원형질막 H+ -ATPase 발현을 western blotting을 통해 분석한 결과, 내성인 자예2는 차이가 없었으나, 민감성 품2는 현저히 억제되었다. 이로 보아 원형질막 H+ -ATPase가 알루미늄의 내성 기작에 관여하는 것으로 보인다. 6. 본 연구를 통해 간이 수경재배와 hematoxylin을 이용한 염색으로 간단하고 빠르게 보리의 알루미늄 내성과 민감성 품종의 screening을 할 수 있었고, 보리뿐 아니라 쌀, 밀 등의 다른 종자에도 적용할 수 있을 것이다.

There are many species as bioenergy crops and have different cold sensitivity in each. Cold-tolerant camelina and rapeseed, -sensitive jatropha, were used to investigate the cold stress response. Various physiological parameters such as leaf length, width, electrolyte leakage, stomatal conductance and chlorophyll fluorescence were measured to determine the growth rate treated with cold (2℃) for 5 days. Cold treated jatropha was damaged seriousiy but camelina and rapeseed were withstand. In order to investigate the cold-response on plasma membrane H+-ATPase activity isolated from leaves and roots of camelina, rapeseed and jatropha crops were exposed to cold stress. There were an increase in the activity of leaves and roots plasma membrane in cold-tolerant crops (camelina, rapeseed) while decreased the activity in cold-sensitive crop (jatropha). By western-blot analyses, the protein expression of plasma membrane H+-ATPase isolated from leaves and roots of camelina and rapeseed was increased in the presence of cold stress, but not in jatropha. These results may suggest that increased plasma membrane H+-ATPase of crops are closely related with cold-tolerant.

Aluminum (Al) toxicity in plants is one of the major limitations to crop growth on acid soils. The Al-induced change of H+-ATPase expression has been regarded as an important mechanism for Al tolerance in soybean. To investigate whether translational regulation of plasma membrane H+-ATPase is involved in the response to Al stress, we conducted western - blot of this protein. The results show that western - blot of plasma membrane H+-ATPase in the "Sowon" (Al tolernace) significantly increased in translational expression level, while citric acid (50 μM) with Al (50 μM) treatment has not effected. In contrast, Al sensitive cultivar "Poongsannamool" inhibited expression level of plasma membrane H+-ATPase with Al treatment. Two - dimensional gel analysis were performed to determine the protein induction patterns of control and Al (50 μM, 24 h) treated soybean. There are many changes of plasma membrane proteins in both cultivars under Al stress. Especially "Sowon" was significantly enhanced the expression of the plasma membrane H+-ATPase in Al treatment. But protein expression of "Poongsannamool" was less than "Sowon". These results suggest that the regulatory role of plasma membrane H+-ATPase may involved the tolerance mechanism in soybean roots. At the present, transcriptional level of H+-ATPase is under investigation.