Effect of Boron on the Development of Adventitious Roots in Sunflower Seedlings

해바라기 유식물의 부정근 발달에 미치는 붕소의 효과

Three-day-old sunfower(Helianthus annuus L.) seedlings were do-rooted and incubated in the nutrient solutions that contained either deficient or sufficient boron supply, and exposure to various pH and temperatures. In the absence of boron, no adventitious roots were formed in the majority of the seedlings. Boron caused the development of numerous adventitious roots in the lower part of the hypocotyl. The low pH damage was ameliorated by the simultaneous application of calcium, implying the involvement of calcium-requiring process in overcoming proton toxicity. Borate showed a strong ameliorative effect with $Ca^{2+}$. These results suggest that the primary target of proton toxicity may be linked to a disturbance of the stability in the pectic polysaccharide network, where calcium plays a key role in plant roots. Maximum temperature for the growth of adventitious roots was $25^{\circ}C$. Although cessation of growth is the most apparent symptom of boron deficiency, exogenous ascorbate improved adventitious root growth in plants in the absence of boron. From the results it is suggested that the inhibition of adventitious root resulting from boron deficiency, low pH and temperature damage may be a consequence of disrupted ascorbate metabolism.

암하에서 3일간 발아시킨 해바라기 유식물의 유근을 절단한 후 붕소 첨가구와 비첨가구에서 온도와 pH 처리에 의한 부정근 발생을 조사하였다. 붕소 미첨가구에서는 부정근이 발생하지 않았으나, 붕소 첨가구에서는 배축의 하위부에서 부정근 발생이 유도되었다. 낮은 pH 처리에 의해 부정근이 손상되었으나 $Ca^{2+}$을 함께 처리한 붕소 첨가구에서는 현저하게 회복되었는데, 이것은 proton 독성을 극복하는데 calcium이 필요하며 proton 독성이 뿌리에서 중요한 기능을 하는 펙틴 다당류의 안정성을 방해하는 현상과 관련이 있음을 시사해준다. 부정근 생장에 최적온도는 $25^{\circ}C$이었다. 붕소 결핍의 가장 뚜렷한 현상은 부정근 생장의 정지이었으나 붕소 첨가구에서 부정근 생장은 향상되었다. 붕소 비첨가구에 ascorbate를 처리하였을 때 부정근의 생장은 촉진되었다. 이러한 사실들로 보아 붕소 결핍, 낮은 pH 및 온도저해로부터 야기된 부정근 생장의 억제는 ascorbate대사가 교란된 결과에 기인되는 것으로 사료된다.