Gravitropism in the Salt-Stressed Primary Root of Maize (Zea mays)

염분 스트레스에 노출된 옥수수(Zea mays) 뿌리의 굴중성 반응

We investigated gravitropic responses in the primary root of maize (Zea mays) seedlings which were exposed to salt stress. The maize roots salt-stressed with higher than 100 mM NaCl or KCl started to reveal enhanced gravitropic curvature after 2 hours form the gravi-stimulation. Such a promotion was not caused by sodium phosphate, but invoked by potassium phosphate, indicating the active component is $K^{+}$. Because NaCl increased gravitropic curvature, despite that $Na^{+}$ did not played any role, we evaluated the role for $Cl^{-}$ by comparing the effects of $MgCl_2$ and $MgSO_4$. The enhancement of the curvature only with $MgCl_2$ revealed that $Cl^{-}$ played a role in the gravi-response, indicating the involvement of anion channels. These results suggest that both of $K^{+}$ and $Cl^{-}$ play roles in the regulation of osmosis that is required for cell expansion in gravitropism as well as in nyctinasty and stomatal opening.

염분 스트레스에 노출된 옥수수(Zea mays) 유식물의 원뿌리는 길이생장이 억제되는데, 본 연구에서는 위와 같은 조건에서 뿌리의 굴중성 반응을 조사하였다. 고농도의 NaCl과 KCl에 의해 스트레스를 받은 옥수수 원뿌리는 수평 상태에서 중력 자극을 받기 시작한 지 2시간 이후부터 대조구에 비하여 현저한 굴중성 반응을 나타내었다. 이러한 굴중성 촉진 현상은 $Na^{+}$가 아니라 $K^{+}$에 의한 것이었으며, Cl-도 굴중성 반응 촉진에 기여하였다. 이로부터 이들 $K^{+}$와 $Cl^{-}$이온들이 세포 팽창에 필요한 삼투 조절자로 기능한다는 결론을 얻었다. 또한 염분 스트레스에 의하여 뿌리의 길이 생장이 억제되더라도 중력장 내에서의 위치 결정은 억제되지 않고 오히려 촉진된다는 점도 확인하였다.