Selectivity of Bleaching Herbicides Caused by Physiological Differences between Rice and Barnyardgrass

벼와 피의 생리적(生理的) 차이(差異)에 의한 백화형(白化型) 제초제(除草劑)의 선택성(選擇性)

In this study, various physiological and biochemical experiments were conducted to know whether the selectivity between rice and barnyardgrass treated with bleaching herbicides containing diphenyl ether compounds was also partly based on their basic physiological proterties such as peroxidation ability, membrane stability or antioxidant system. It seemed to be partly based on the differences of their physiological characteristics that barnyardgrass was commonly more susceptible to most of the bleaching herbicides than rice. The scenescence of intact leaf segment was more rapid in barnyardgrass than in rice, indicating that barnyardgrass is weak at early stage. Also pigment metabolic ability, antioxidant enzyme activities(peroxidase, catalase, superoxide dismutase, glutathione reductase) and antioxidant content (tocopherol, ascorbic acid, glutathione, carotenoids) were lower in barnyardgrass on the basic of fresh weight. However, lipoxygenase activity and the content of unsaturated fatty acid which is vulnerable to oxygen radicals were higher in barnyardgrass, suggesting that barnyardgrass seedling bave a properties easy to be peroxidized. The differences of PPIX (protoporphyrin IX) or carotenoid content, which are the primary substances inducing herbicide activity, were not related to the selectivity between rice and barnyardgrass.

직(直), 간접적(間接的)으로 활성산소(活性酸素)를 발생시켜 엽록소(葉綠素) 및 막파괴(膜破壞)를 일으키는 제초제(除草劑)들의 선택성기구(選擇性機構)를 명확히 하기 위해서는 제초제(除草劑)의 체내흡수(體內吸收), 이행(移行), 대사(代謝) 외(外)에 작용점(作用點)에서의 감수성(感受性), 과산화(過酸化) 능력(能力), 막(膜)의 안정성(安定性) 및 항산화(抗酸化) 능력(能力)의 차이(差異) 등(等)에 대해서도 검사(檢射)되어야 할 것이다. 본(本) 실험(實驗)에서는 대부분의 백화형(白化型) 제초제(除草劑) 처리에서 관찰되는 벼, 피 반응(反應) 차이(差異)의 일부(一部)를 이러한 관점에 기준을 두어 해석해 보고자 실험(實驗)을 수행하였다. 1. 피가 벼보다 여러 백화형(白化型) 제초제(除草劑)에 대해 민감(敏感)하였으며, 무처리(無處理)의 엽신(葉身)을 절취(切取)하여 두었을때도 노화(老化), 괴사(壞死)되는 정도가 피에서 더욱 빨라 생리적(生理的)으로 약한 특성을 보였다. 2. Oxyfluorfen 처리후의 PPIX 축적과 norflurazon 처리후의 carotene 감소율(減少率)은 벼, 피간의 선택성(選擇性)과는 상관이 없었다. 3. Lipoxygenase 활성(活性)은 피가 약 5-6배(倍)높고, 불포화지방산(不飽和脂肪酸)의 비율도 피가 벼보다 높아 과산화(過酸化)가 쉽게 일어날 수 있는 소질(素質)을 갖고 있었다. 4. Peroxidase, catalase, superoxide dismutase, glutathione reductase, ascorbic acid oxidase 등(等)의 생체중당(生體重當) 활성(活性)은 벼가 피보다 각각 3.6, 11.4, 1.5. 2.5배(倍) 더 높았다. 한편 약제처리 후 항산화(抗酸化) 효소(酵素) 유기능력(誘起能力)에 있어서는 오이 peroxidase에서와는 달리 벼, 피에서는 변화가 없거나 오히려 비슷한 정도로 활성(活性)이 떨어지는 경향이었다. 5. 항산화제(抗酸化劑) 함량(含量)의 경우 벼가 피보다 ${\alpha}$-tocopherol은 2.3배(倍) ascorbic acid는 4.1배(倍), GSH는 1.7배(倍), carotenoid는 1.8배(倍) 높았다. 따라서 유묘기(幼苗期)(3-4 엽기(葉期) 미만(未滿))의 벼, 피에 백화형(白化型) 제초제(除草劑)를 처리할 때 피가 공통적 A로 감수성(感受性)을 보였던 이유는 피가 기본적으로 가지고 있는 성질(性質) 즉 낮은 색소대사력(色素代謝力), 항산화(抗酸化) 효소(酵素)의 낮은 활성(活性), 항산화제(抗酸化劑)의 저함량(低含量), 높은 불포화(不飽和) 지방산(脂肪酸) 비율(比率), lipoxygenase의 고활성(高活性) 등(等)을 보유하고 있는데도 그 원인이 있는 것으로 생각된다.