초록
Polyamine 함량이 증가된 형질전환 식물체들은 $H_2O_2$ 처리에 의해서 야기된 산화적스트레스에 대해 야생형 식물체보다 조직 손상이 월등히 낮았으며 백화와 괴사되는 정도도 훨씬 낮았으며 chlorophyll 양의 손실도 비교적 적은 편이었다. 또한 고염분 스트레스를 처리하면서 야생형보다 비교적 높게 유지되었으며 4달 정도까지 생장이 지속되었지만 야생형 식물체에서는 생장이 거의 정지되어 식물체가 고사하였다. 그 외에 ABA를 처리하여 노화를 유도한 경우 야생형에서 훨씬 빠르게 노화가 일어났으며 형질전환 식물체 잎에서는 노화가 트게 지연되었다. 또한 pH3.0의 potassium phosphate를 처리한 경우에도 야생형의 잎보다 형질전환 식물체 잎에서 갈변등의 세포 손상이 크게 지연되었다. 곰팡이 감염에서도 높은 저항성을 보였으며 항산화효소임 GST와 CAT 유전자 발현이 증가하였다. Ethylene 발현 저해 식물체에서도 스트레스를 처리한 후 ethylene 생합성 효소의 발현이 억제되면서 스트레스 저항성을 나타내었다. 따라서 이러한 스트레스에 의하여 유도되는 노화의 지연현상이 야생형 식물체보다 형질전환 식물체 잎에서 두드러지게 나타나는데 그 기작은 mpolyamine이 이러한 스트레스를 완화시키는데 작용하였기 때문이라고 생각된다.
We have investigated the effects of abiotic and biotic stresses on leaf senescence using transgenic tobacco plants, in which cellular contents of polyamines were increased by introducing the genes of polyamine and ethylene biosynthesis in sense or antisense orientation. These transgenic plants showed accumulations of polyamines at higher levels than were found in wild-type. Stress-induced senescence was attenuated in transgenic plants cpmpared with wild-type plants, in terms of total chlorphyll loss and phenotypic changes after oxidative stress of hydrogen peroxide($H_2O_2$), high salinity, acid stress (pH3.0), ABA and fungal pathogen(phytophothora parasitica pv.Nicotianae). Transcripts for antioxidant enzyme, glutathionine-S-transferase and catalase, were also more abundant in transgenic plants than wild-type plants. These result suggested that higher expression of those genes caused a broad-spectrum resistance to abiotic stress/biotic stress. These phenomena indicate that polyamines may play an important role in contributing to the antioxidant defense function in plants. Our findings suggest that facilitate the improvement of stress tolerance of crop plants.
