Abstract
It has been known that the proteome profiles in the period of growth and development of rice are changed by the growth conditions including temperature, soil, and fertilization. In this study, the proteome profiles of Odae polished white rice grown in Chulwon and Chilgog were compared on 2-dimensional(D) gels. The differentially expressed proteins were selected from the 112 identified total proteins and classified into functional groups. The most significantly differentially expressed proteins were stress responsive proteins; Ent-kaur-16-ene synthase, which is responsible for synthesizing a plant hormone gibberellin, was expressed in Chulwon rice and heat shock proteins were in Chilgog rice, respectively. Xylanase inhibitor protein, which inhibits the enzyme xylanase produced by pathogenic fungi and Bacilli, was expressed significantly high in Chilgog rice grown at high temperature. Differential expressions of transporter proteins were observed both in Chulwon and Chilgog rice. Regarding the facts that Chilgog rice contained relatively higher amount of proteins than Chulwon rice and Chulwon rice showed large number of proteins were differentially expressed, it can be concluded that different cultivation conditions could change the protein expression profiles in rice in various ways, including elevation of protein amount or differential expressions of specific proteins, etc. The results suggest that the characteristics of the profiles of the proteome in the polished white rice are definitely changed by the environmental factors including high temperature. The results can be utilized for the development of the proper cultivation conditions for the production of high quality rice with good palatability.
벼의 발아에서부터 생장 결실기에까지 토양, 온도, 시비조건 등의 재배환경은 벼에 발현되는 단백질체의 profile을 변화시키는 것이 잘 알려져 있다. 온도를 포함한 재배환경이 다른 경상북도 칠곡과 강원도 출원에서 재배된 오대 백미의 단백질체 profile을 2-dimensional (D) gel 상에서 분리하여 비교함으로써 재배환경에 의해 현저하게 발현양의 차이를 보이는 단백질들의 기능을 분석하였다. 오대 백미에 발현되는 112개의 단백질들의 기능을 고려할 때 재배환경에 의해 가장 유의적인 차이를 보이는 단백질 군들은 철원 오대백미의 스트레스 대응 단백질로 지베렐린 합성에 관여하는 ent-kaur-16-ene synthase이며 칠곡 오대백미의 스트레스 대응 단백질은 heat shock protein으로 재배환경에 따라 발현되는 스트레스 대응 단백질의 종류도 다르게 나타났다. 등숙온도가 높은 칠곡에서 재배된 오대 백미에는 곰팡이나 Bacillus 병원균에 대응하는 xylanase inhibitor protein이 유의적으로 발현되었으며, 철원 백미에서는 세포벽 합성관련 효소, 세포주기 관련 단백질 등이 선별적으로 발현의 증가를 보였고 수송관여 단백질들은 철원 및 칠곡 백미에서 모두 변화를 보였다. 단백질 함량과 단백질 profile을 종합적으로 분석할 때 철원 백미에는 칠곡 백미에 비해 새로운 주종 단백질들의 발현이 많았으며 칠곡 백미는 전체적인 단백질의 발현이 높게 나타났음을 보여, 재배환경에 따라 단백질 profile이 변화되는 특성이 다름을 보였는데, 이 결과는 지구온난화와 같은 기후 변화에 따른 작물의 단백질체 변화와 고급미 생산을 위해 적절한 단백질체 profile을 갖게 하는 재배조건 확립 등의 연구에 활용될 수 있다.