Effect of Bentazon 6-hydroxylase Activity on Tolerance of Corn Cultivars to Bentazon

Bentazon 분해효소(分解酵素) 활성(活性)이 옥수수 품종간(品種間) Bentazon 내성(耐性)에 미치는 영향(影響)

Tolerant corn cultivars to bentazon were selected and tolerance mechanism of corn cultivars to bentazon was studied by determining bentazon 6-hydroxylase(B6H) activity which was known to detoxify bentazon to 6-hydroxy bentazon at induced enzyme conditions with treatments of 1,8-naphthalic anhydride, ethanol and phenobarbital. Tolerant cultivars to bentazon were selected by growth response of corn by foliar application of bentazon to corn cultivars. Kwanganok, GA 209, IK 2, DB 544, and Suwon 19 were tolerant to bentazon, but KSS 3, KSS 4, KS 5, and Danok 2 were susceptible. Pretreating corn seeds with 1,8-naphthalic anhydride increased B6H activity at all cultivars, but the tendencies were more remarkable at Suwon 19 and GA 209, tolerant cultivars, than at Danok 2 and KS 5, susceptible cultivars. Treating corn shoots with ethanol increased B6H activity at Suwon 19 and GA 209. B6H activity was enhanced by treatments of ethanol at 1.0 or 2.5%, but decreased at ethanol 2.5 or 5.0% at Danok 2 and KS 5. Treating corn shoots with phenobarbital increased B6H activity at Suwon 19, GA 209, Danok 2, and KS 5 by treatments of phenobarbital at 2.0mM, but decreased at 4.0 or 8.0mM at all cultivars. Therefore, the tolerant mechanism of corn cultivars to bentazon may be explained partially by the activity of bentazon 6-hydroxylase which detoxifies bentazon to 6-hydroxy bentazon.

본 실험은 경엽처리 제초제로 널리 사용되고 있는 Bentazon에 의한 옥수수의 생장저해량을 측정하여 옥수수 품종간의 내성 차이를 구명하고, 선발된 내성 및 감수성 옥수수 품종을 공시하여 효소활성 유기화합물 1,8-naphthalic anhydride, Ethanol, Phenobarbital로 처리한 후 Microsome을 얻은 다음, $^{14}C$-bentazon을 공시하여 TLC(Chloroform : Methanol : Amonium hydroxide = 13 : 7 : 1)와 LSC를 이용하여 Bentazon 불활성 분해효소 Bentazon 6-hydroxylase(B6H)를 측정하여 옥수수 품종간 내성기작를 밝히고자 수행되었다. 1. 생장반응에 의한 품종간 Bentazon의 내성정도는 GA 209, IK 2, DB 544, 수원 19호에서 강하게 나타났으며, KSS 3, KSS 4, KS 5, 만옥 2호에서는 감수성을 나타냈는데, 특히 3엽보다 4엽에서 더욱 뚜렷하였다. 2. 내성 품종인 수원 19호와 GA 209는 Bentazon 6-hydroxylase 활성이 감수성 품종인 단옥 2호와 KS 5에 비해 비교적 높은 경향을 보였다. 3. 내성 품종인 수원 19호와 GA 209 에서는 1,8-NA 0.5% 이상, Ethanol 2.5% 이상에서 B6H 활성이 높은 경향을 보인 반면, 감수성 품종인 단옥 2호와 KS 5에서는 1,8-NA 0.25% 이상, Ethanol 1.0, 2.5% 이상에서 B6H 활성이 낮은 경향을 보였다. 그리고, Phenobarbital은 2mM 에서 B6H 활성이 가장 높았으며, 내성 품종은 전반적으로 감수성 품종보다 약 2배정도 높은 활성을 나타냈다. 4. 내성 품종인 수원 19호와 GA 209에서는 1,8-NA, Ethanol, Phenobarbital 처리에서 모두 B6H효소 활성이 감수성 품종인 단옥 2호와 KS 5보다 높은 경향이므로 B6H효소에 의한 Bentazon의 히드록시 반응 불활성 대사가 빨리 일어나기 때문에 Bentazon에 내성을 나타낸 것으로 사료된다.