Abstract
As the plants grow in a fixed place, they can be a good indicator which reflects the level of environmental pollution. It is necessary for them to develop a strategy to cope with stress under unfavorable environmental conditions. In this study, spindle trees ($Euonymus$ $japonica$) were collected from a clean area (Kijang) as well as a heavily polluted area (Onsan) to check applicability of irradiation combined with plant bioassay to environmental monitoring. The leaves were irradiated with 0, 50 and 100 Gy of gamma rays, and then evaluated for antioxidative capacity with 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) assay and superoxide dismutase (SOD) analysis. The result shows that there was no significant changes in SOD and EDA (Electron Donationg Ability) in the samples collected from a polluted area. In the meanwhile, SOD increased in the samples from a clean area until 6 to 10 hours after irradiation, then it decreased gradually until 24 hours after irradiation. In conclusion, the plants in the polluted area have developed higher resistance to oxidative stress induced by ionizing radiation than those in the relatively clean area. Irradiation combined with plant bioassay on enzymatic activities and free radical scavenging capacity has proven to be a possible tool for biomonitoring the environmental pollution.
고등식물은 고정된 장소에 서식하기 때문에 주변 환경의 오염에 따른 부정적 영향을 회피할 수 없다. 대기 오염 지역과 청정지역에 서식하는 가로수의 이온화 방사선에 대한 효소활성 변화를 이용하여 대기오염 정도를 진단하는 방법을 개발하고자 본 연구를 수행하였다. 오염된 대기 속에 서식하며 대기에 포함된 오염물질로부터 지속적으로 산화스트레스를 받아온 식물체의 경우 이를 극복하기 위한 수단으로 생화학적 저항성을 발달시키게 된다. 항산화 효소와 자유라디칼 제거능, 세포막 안정도 등는 산화스트레스에 대한 저항성을 분별하는데 이용되는 좋은 생체지표로 이용되어 왔다. 비교를 위하여 대기오염이 심한 온산 지역과 비교적 청정한 곳인 기장 지역에 서식하는 사철나무의 가지와 잎을 채취하여 공시재료로 사용하였다. 공시재료에 0, 50, 100 Gy의 감마선을 조사하고 시간 경과에 따른 SOD 활성 변화와 자유라디칼 제거 능력(EDA)을 측정하였다. 그 결과, 대기오염 지역의 식물은 이온화 방사선의 조사가 SOD나 EDA에 큰 변화를 일으키지 않았다. 그러나 청정지역 식물인 경우 이온화 방사선 조사 후 6~10시간까지는 SOD 효소 활성이 증가 추세를 보이다가 그 이후 점진적 활성 저하 현상이 나타났다. 이는 오염이 심한 대기에 적응한 식물의 경우 이온화 방사선에 의하여 유발된 산화 스트레스를 극복할 수 있는 수용력이 높다는 것을 의미한다. 각기 다른 서식지의 식물체에 이온화 방사선을 조사한 후 나타나는 생화학적 변화의 차이를 이용하여 그들의 서식환경에 관한 통합 오염도를 진단하는 것이 가능할 것으로 판단된다.
