| 저자(한글) |
TAN, Ye-qing,DENG, Shu-rong,SUN, Yuan-ling,ZHAO, Rui,JING, Xiao-shu,SHEN, Ze-dan,QIAN, Ze-yong,ZHANG, Hui-long,CHEN, Shao-liang,SHEN, Xin |
| 초록 |
버들잎 사시나무(Populus euphratica Oliv.)는 전형적인 염분 및 가뭄 내성(salt- and drought-tolerant)이 있는 수종(tree species)으로서 건조한 알칼리성 지대의 녹화 조림(forestation)에 널리 사용된다. 본 실험실의 전기 연구 결과, 염분 스트레스에서 버들잎 사시나무 아피라제(Apyrase) 유전자(PeAPY)의 전사 수준은 상승하였다. 이로써 해당 유전자는 버들잎 사시나무의 염분 내성 기능에서 작용을 발휘할 가능성이 있는 것으로 나타났다. 기존의 연구 결과, APY는 eATP를 가수분해하는 핵심 효소이다. 또한, eATP는 식물 세포의 중요한 전령 분자(messenger molecule)이며 식물의 생장 발육 및 내성 반응을 조절하였다. 본 연구에서는 PeAPY 과발현 애기장대(Arabidopsis) 계열, 애기장대 apy1, apy2 돌연변이체 및 야생형 애기장대를 실험 재료로 하여 버들잎 사시나무 PeAPY가 식물 가뭄 내성과 염분 내성 능력에 미치는 영향을 분석하였다. 연구 결과, PeAPY1과 PeAPY2 형질전환 계열의 가뭄 내성은 뚜렷하게 높아졌다. 이 현상의 원인은 PeAPY1과 PeAPY2의 과발현이 잎 표피의 기공 밀도를 감소시키고 잎의 수분 손실률을 낮춰서 식물의 수분 유지 능력을 향상시키는 것과 관련이 있을 수 있다. 이 외에 PeAPY1과 PeAPY2 형질전환 계열의 염분 내성이 향상된 것을 발견하였다. 염분 스트레스 조건에서 과발현된 PeAPY1과 PeAPY2 형질전환 식물의 씨앗 발아율, 생장률, 생존율은 모두 돌연변이체 apy1, apy2와 야생형 애기장대보다 뚜렷하게 높았다(NaCl 처리 농도가 각각 0, 50 mmol/L, 100 mmol/L, 150 mmol/L, 200 mmol/L). 해당 결과의 원인은 염분 처리 조건에서 PeAPY가 염분 유도 eATP 농도를 낮춰서 eATP로 유도된 세포 사멸을 억제하는 것일 수 있다. 그러므로 버들잎 사시나무 PeAPY의 과발현은 식물이 염분 스트레스, 가뭄 스트레스에 대한 내성을 향상시킬 수 있다. 또한, PeAPY가 eATP 농도에 대한 조절 및 식물 스트레스 내성에 대한 구체적인 메커니즘을 한층 더 연구할 필요성이 있다. |
