Abstract
The effect of salinity stress of Brassica olearacea and Capsicum annuum were studied at various levels of salinity conditions(Na-gluconate, K-gluconate, NaCl, KCl). The effects of salinity stress were measured by seedling growth rates and secondary metabolites contents of the stressed plants. Each seedling studied on the response of different salinity stress. Seedling growth of Capsicum annuum was inhibited up to 200 mM salt tolerance and Brassica olearacea was inhibited up to 400 mM salt tolerance. The produced anthocyanin was separated to high value from 200 mM NaCl in case of Brassica olearana and 50 mM K-gluconate in case of Capsicum annuum. The BADH activity was very high in Brassica olearacea seedlings treated with 200 mM NaCl and in Capsicum annuum seedlings treated with 100 mM K-gluconate. The BADH activities were increased during the early culture days, it induced betaine synthesis. The salinity stress promoted BADH activiy, subsequently endogenous betaine contents were increased, and it seemed to be secure seedling from salinity stress. The salinity concentration of 200 mM was effective on the inhibition of seed germination and on the increase of proline accumulation in tissue. The inhibition of seedling growth and accumulation of secondary metabolites in seedling were caused osmotic hypersensitivity against salinity stress.
염 성분이 처리된 조건배지에서 발아를 유도한 양배추와 고추 종자는 각각 400 mM, 200 mM의 염분농도에서부터 발아상태만 유지되고 유묘로서의 성장은 더 이상 진행되지 않았다. 뿌리의 분화에서 고추의 경우는 성장하는 유묘에서 뿌리털만이 왕성하게 분화되는 것을 관찰할 수 있었지만, 양배추는 전체적으로 고른 뿌리털의 분화가 유도되다가 200 mM에서는 오히려 1차 근의 발달이 두드러지게 나타났다. 이러한 뿌리털의 뚜렷한 분화 현상은 염에 의한 hyperosmotic stress에 대하여 식물 세포가 cellular ion homeostasis를 유지하기 위한 것으로, 이러한 영향이 뿌리조직 중 1차 근의 분화가 둔화되고 결국 유묘의 성장이 억제된다. 유묘로부터 anthocyanin을 추출한 결과 양배추의 경우 200 mM NaCl 첨가 배지에서, 고추는 50 mM K-gluconate 첨파배지에서 가장 많은 anthocyanin이 검출되었다. 이 결과는 염분 스트레스에 의해 식물색소의 합성량을 변화시킬수 있다는 것을 시사하는 것으로 이 조건을 토대로 식물체로부터 anthocyanin의 합성을 다량으로 유도할 수 있을 것이다. Betaine합성과 BADH와의 관계를 알아본 결과, 영양변이에 의한 스트레스가 BADH의 활성을 유도하게 되면 아울러 betaine 생합성을 조절하고 있음을 알 수 있었다. 고추는 100 mM의 K-gluconate 첨가 배지에서 양배추는 200 mM의 NaCl이 처리된 조건배지에서 발아되는 초기에 염분에 대해 많은 영향을 받는 것으로 보이며 유묘의 성장이 왕성한 시기에 betaine의 함량이 증가하였다. Anthocyanin 추출과 BADH활성에서 알 수 있듯이 고추는 $K^{+}$이, 양배추는 $Na^{+}$이 수분 스트레스의 신호로 작용하여 다양한 transcription factor를 합성함으로써 2차 대사반응을 유도하는 것으로 판단된다. 이 과정에시 식물 조직은 염분 스트레스에 따른 특이적 산물과 여러 유용물질을 합성하게 되는 것이다. Proline과 betaine은 높은 농도로 처리된 염 성분이 액포내에 축적되는 것을 방지하여 액포의 노화와 세포질의 효소활성을 보호하여 세포내 ion homeostasis를 유지하고 삼투대사를 조절하여 액포를 보호하는 인자와 같은 역할을 한다.
