Effects of Polyamine on Flowering in Lemna gibba G3

좀개구리밥(Lemna gibba G3)의 개화에 미치는 Polyamine의 영향

The flowering in Lemna gibba G3, a long-day plant, was promoted under continuous light by agmatine, putrescine, spermidine and spermine present in the culture medium. Methylglyoxal-bis (guanylhydrazone) (MGBG) and cyc10hexylamine (CHA), inhibitors of polyamine biosynthesis, were found to suppress the flowering in the plants. The vegetative grov.1h rate was kept constant while the flowering was being promoted by the pOlyamines, and the inhibitors with depressive effect on flowering showed stimulatory effect on vegetative grov.1h. The pattern of vegetative growth during floral promotion or depression was an indication that the promotive action of the pOlyamines and the suppressive effect of the inhibitors may be outcome of their possible involvement specifically in the flowering process rather than in broad spectrum of growth of L. gibba G3. The degree of promotive action of spermdine and spermine could not be altered (or lessened) by simultaneous application of their inhibitors to the medium. This phenomenon indicates that the flowering process in L. gibba G3 may largely be dependent to the status of endogenous spermidine and spermine. Endogenous level of spermidine in florally induced Lemna, was found to rapidly increase. In 24 h of floral induction, the content reached at the level 2 times higher than that in non-induced plants. The elevated level of spermidine provides an additional, though premature, evidence supporting the postulation that endogenous polyamine status might play an important role in the very early stage of floral induction in L. gibba G3.bba G3.

장일식물인 Lemna gibba G3의 개화유도과정에 있어서 polyamine의 관련성을 조사하였다. 이 식물의 개화는 연속광하에서 agmatine, putrescine, spermidine 및 spermine에 의해 촉진되었으며 이들의 체내 합성억제물질인 methylglyoxal-bis(guanylhydrazone)(MGBG)과 cyclohexylamine(CHA)에 의해서 억제되었다. Polyamine은 영양생장률을 거의 일정한 수준으로 유지하면서 개화를 촉진시켰으며, 억제물질에 의한 개화억제는 오히려 영양생장률의 증가를 수반하였다. 이러한 현상은 이 물질들의 개화촉진 또는 억제효과가 생장률의 일반적인 촉진 또는 억제효과에 의한 것이 아니라 선택적으로 개화과정에 작용한 결과일 것이라는 추측을 뒷받침해 준다. 배양액의 첨가된 spermidine 또는 spermine의 개화촉진 폭은 배양액에 이들의 억제물질의 함유여부와 관계없이 거의 일정한 수준으로 나타났다. 이렇듯, 외부에서 공급된 후 체내에 흡수된 spermidine과 spermine의 개화에 대한 기여도가 한정되어 있는 것으로 보아 L. gibba G3의 개화유도과정이 식물체내에서 합성되는 spermidine과 spermine에 크게 의존하고 있을 것으로 판단된다. 한편, 개화유도과정이 시작되어 점차적으로 증가한 체내의 spermidine 함량은 개화가 유도되지 않은 경우에 비하여 24시간만에 약 2배의 수준에 도달하였다. 이렇듯 체내의 spermidine량이 급격히 증가된 사실은 체내의 polyamine의 질적 및 양적 변화가 L. gibba G3의 개화유도초기과정에서 매우 중요한 역할을 하고 있을 것이라는 가정을 뒷받침하는 또 하나의 예비적 증거라 할 수 있다.