Effects of Foliar-sprayed Diniconazole on Contents of Endogenous Gibberellic Acids and Abscisic Acid in Lilium davuricum

Plant growth retardants reduce the plant height by inhibiting stem elongation in Lilium davuricum. To investigate the plant hormones related to stem elongation, we sprayed 50 $mg{\cdot}L^{-1}$ diniconazole to young plants of L. davuricum and quantified the contents of endogenous gibberellic acids (GA) and abscisic acid (ABA). In GA biosynthesis, L. davuricum had not only the early C-13 hydroxylation ($GA_{19}{\rightarrow}GA_{20}{\rightarrow}GA_1$) pathway resulting in $GA_1$ as the active form but also the non C-13 hydroxylation (NCH, $GA_{12}{\rightarrow}GA_{24}{\rightarrow}GA_9{\rightarrow}GA_4$) with $GA_4$ as the active form. However, the main pathway was NCH because $GA_4$ concentration of 55 $ng{\cdot}g^{-1}$ dry wt was much higher than $GA_1$ content of 0.23 $ng{\cdot}g^{-1}$ dry wt in control plant. Diniconazole inhibited GA biosynthesis through NCH pathway from its early stage. $GA_{12}$ content decreased by diniconazole up to 6% level of that of control and this effect continued to $GA_4$. Diniconazole reduced $GA_{12}$ content by 12.7 $ng{\cdot}g^{-1}$ dry wt, whereas that of control plant was 213.8 $ng{\cdot}g^{-1}$ dry wt. ABA content decreased up to one third of control by diniconazole application. From the contents of endogenous $GA_4$, $GA_1$, and ABA in this study, we could conclude that diniconazole reduces the plant height by inhibiting $GA_4$ biosynthesis in L. davuricum.

Diniconazole 엽면살포가 날개하늘나리의 내생 GA 및 ABA 함량에 미치는 영향

식물생장억제물질의 처리는 날개하늘나리의 줄기 신장을 억제시키는데, 여기에 관여하는 식물호르몬을 찾기 위해 diniconazole의 엽면살포 후 내생 GA 및 ABA의 함량 변화를 조사하였다. 그 결과, 날개하늘나리(L. dauricum)는 $GA_1$을 활성형으로 하는 early C-13 hydroxylation($GA_{19}{\rightarrow}GA_{20}{\rightarrow}GA_1$) 경로와 $GA_4$를 활성형으로 하는 non C-13 hydroxylation(NCH, $GA_{12}{\rightarrow}GA_{24}{\rightarrow}GA_9{\rightarrow}GA_4$) 경로 모두를 가지고 있었으나, 주된 경로는 NCH 경로였다. NCH 경로의 GA 생합성은 diniconazole $50mg{\cdot}L^{-1}$ 살포에 의해 초기 단계에서부터 억제되었다. 즉 diniconazole 처리구의 $GA_{12}$ 함량은 대조구에 비해 1/17로 현저히 감소되었으며, 이러한 경향은 $GA_4$까지 계속되었다. 즉 건물 1g당 $GA_{12}$ 함량은 대조구가 213.8ng인 것에 비해, diniconazole 처리구는 12.7ng이었다. ABA의 함량도 GA에서와 같이 diniconazole 살포에 의해 1/3 수준으로 크게 감소되었다. 즉 건물 1g당 ABA 함량은 대조구 37.2ng인 것에 비해, diniconazole 처리구는 14.8ng이었다. 본 연구의 결과, 내생 $GA_4$, $GA_1$, 그리고 ABA의 함량을 고려할 때 diniconazole에 의한 날개하늘나리의 초장감소는 $GA_4$의 생합성 억제에 기인한 것으로 생각된다.