| 저자(한글) |
YI, Shuang,NIE, Zhi,ZHANG, Xiao,LUO, Bo-wen,REN, Zhi-yong,WU, Ling,LIU, Dan,GAO, Shi-bin |
| 초록 |
금속 인산가수분해효소 패밀리에 속하는 자색 산성 인산가수분해효소(purple acid phosphatase, PAPs)는 인산에스테르(phosphate ester) 혹은 무수물(anhydrides)의 가수분해에 대해 촉매작용을 하며, 식물 근권 주위의 유기인(organic phosphorus)을 활성화시키고 식물 체내 인의 재순환 이용을 촉진하는 데 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 애기장대(Arabidopsis thaliana)의 PAPs 유전자를 기반으로, 옥수수(Zea mays)의 전 유전체 수준에서 PAPs 유전자 패밀리를 감정하고, 유전자 구조 및 진화관계를 분석하였으며, 반정량 PCR, 실시간 형광 정량 PCR 및 준세포 위치 측정을 이용하여 패밀리 구성원에 대한 심층 연구를 진행하였다. 연구 결과, 옥수수 자식계통 B73의 전 유전체에서 24개의 자색 산성 인산가수분해효소 후보 유전자를 선별하였는데, 3개 패밀리와 8개 서브패밀리로 분류할 수 있었다. 반정량 qRT-PCR(sqRT-PCR)로 분석한 8개 패밀리 구성원의 발현은 모두 인 결핍 스트레스 조건에서 변화 현상을 보였다. qRT-PCR을 이용하여 뚜렷한 발현 차이를 나타낸 4개 구성원(ZmPAP1c, ZmPAP10a, ZmPAP10b, ZmPAP26)을 분석한 결과, 4개 ZmPAPs이 인 결핍 스트레스를 다양한 시간 동안 받았을 때, 유전형 차이 및 기관의 차이에 따라 재료는 시공간 특이성 및 조직 특이성을 나타냈는데, 그 중 ZmPAP1c과 ZmPAP10a은 체내 동적 평형을 유지하는 데 중요한 역할을 하였다. 준세포 위치를 측정한 결과, ZmPAP10a과 ZmPAP1c의 발현 산물은 세포막에 위치하였다. 산성 인산가수분해효소의 활성을 분석한 결과, 인 결핍 내성을 갖춘 옥수수 자식계통 178의 뿌리에 있는 산성 인산가수분해효소의 활성은 9782에 비해 높았으며, 인 결핍 스트레스에 민감한 반응을 보였는데, 이는 인 결핍 환경에 처하였을 때, ZmPAPs의 발현을 조절하고 산성 인산가수분해효소의 활성을 강화함으로써, 인 이용 효율을 향상시킨다는 것을 설명한다. 본 연구 결과는 옥수수의 ZmPAPs 패밀리의 기능을 한층 더 연구하는 데 기초 데이터를 제공하였다. |
