Abstract
This study was carried out to establish simple and easy methods to judge the survival, senescence and death of the protoplasts in culture system by identifying the marker substance related to metabolic status of the cells. When rice and tobacco protoplasts were cultured in MS and KM-8P media containing 2,4-D or coconut milk ABA decreased especially in the media containing coconut milk, but GA$_3$, IAA and zeatin increased as the cultures progressed. The decrease of ABA and increase of zeatin was especially remarkable. When the supraoptimal amount of osmoticum (mannitol) was added to the culture media ABA decreased after a momentary increase, but other growth hormones slowly increased as the concentration of the osmoticum increased. Contents of individual hormones were contrasted when protoplasts rice and tobacco were cultured on the same medium containing 10mM super mine or NaCl. Tobacco protoplasts were more sensitive to NaCl stress and stopped protoplast division at the late stage of culture. Protoplast viability decreased greatly in 48 hours when the protoplast were at 32$^{\circ}C$ on a medium lacking several components. ABA content increased up to 10 days from incubation in negative proportion to the protoplast viability. On the other hand contents of other growth hormones, especially zeatin, decreased. The present results clearly showed that the contents of individual growth hormones in the plant protoplasts in culture varied sensitively in response to environmental factors that they are faced with. This indicates that the physiological states of the protoplast, such as survival, senescence or death can be simply judged based on the quantitative analysis of those hormones by ELISA.
작물 원형질체를 배양하면서 세포의 생존과 노화 그리고 고사의 상태를 대사적으로 정확히 판단이 가능한 marker물질을 확인하고 간편한 측정법을 확립하기 위하여 일련의 연구를 수행하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 담배와 벼의 원형질체를 나출하여 MS와KM-8P를 기본배지로 하여 2,4-K와 CM을 첨가하였던 바, ABA는 경시적으로 감소하였으며 CM첨가에 의해서 더 많이 감소하였다. GA$_3$, IAA, zeatin은 반대로 증가하는 경향을 나타내었다. 특히 ABA의 감소율과 zeatin의 증가율이 가장 크게 나타났다. 2. Osmoticum(mannitol)을 적정 농도 이상으로 처리하였을 때 ABA는 일시적으로 증가되었다가 감소되었고, 다른 성장 호르몬은 모두 증가폭이 농도가 증가될수록 둔화되었다. 3. Supermine 10mM과 NaCl을 처리하였을 때 담배와 벼에서 각 호르몬의 증감은 서로 반대로 나타났다. 특히 담배는 NaCl의 stress가 크게 나타났다. 그리고 배양 후반기에는 원형질체의 분열이 중지되었다. 4. 원형질체의 배지 성분을 제거하고 32$^{\circ}C$로 고온 배양에 의해서 인위적으로 노화를 촉진시켰을 때 세포의 활력은 48시간 이후에 크게 감소되었다. 세포의 활력 상실과 반비례적으로 ABA는 배양 10일까지 크게 증가되었다. 이와 반대로 성장 호르몬들은 모두 증가되지 않고 감소가 이루어졌다. 특히 zeatin의 감소가 크게 나타났다. 5. 이상의 결과에 따라서 식물 호르몬은 원형질체가 처한 환경 요인이나 부여된 어떤 조건에 따라서 민감하게 변동하고 있음을 확인하였다.