해녀콩(Canavalia lineata) 유식물 자엽에서 N-$\alpha$-benzoyl-DL-arginine p-nitroanilide hydrolase(BApNAase)를 부분정제하여 그 성질을 밝혔다. 부분정제한 BApNAase는 purification fold가 77.5이었고 회수율은 7%이었으며 비활성도는 7.75 unit/mg이었다. BApNAase의 분자량은 200 kD이고 젤라틴분해효소 P3인 것으로 밝혀졌으며 최적 pH는 9.5이었다. BApNAase의 Vmax와 Km은 각각 15.5 unit/mg와 1.6 mM로 최대반응속도가 동물의 트립신보다 7배 가량 낮은 반면에 N-$\alpha$-benzoyl-DL-arginine p-nitroanilide(BApNA)에 대한 기질 친화성은 4배 가량 높았다. 또한, BApNAse는 1 mM의 phenylmethanesulfonyl fluoride(PMSF)에 의해 90%나 크게 억제된 반면 aprotinin에 의해서는 크게 억제되지 않아 트립신과는 다른 serine proteinase로 판단되었으며, 효소활성은 Ca2+과 Mg2+에 의해 다소 증가하나 Mn2+, Hg2+, Zn2+에 의해 크게 억제되었다.
호접란의 화경액아배양을 호르몬의 첨가없이 대량번식에 이용할 수 있도록 PLB 형성과 증식, 유식물분화를 위한 배지조성을 구명한 결과는 다음과 같다. PLB 형성을 위해서는 1.2X VW 배지에 사과추출물과 감자추출물, sucrose 1%, PVP 1.5g/l 또는 활성 탄소 2.5g/l, gellan gum 4g/l을 첨가하는 것이 가장 양호하였다. PLB 증식을 위해서는 sucrose 2%와 사과추출물과 감자추출물을 첨가한 VW에 cotton plate를 지지물로 사용한 것이 가장 양호하였다. 유식물의 재분화를 위해서는 Hyponex 3g/l에 사과와 감자추출물을 각각 3%, 바나나추출물은 4%를 혼용첨가한 배지가 가장 효과적이었다.
본 연구는 구리 내성을 가진 식물을 선별하기 위한 기본 자료를 마련하기 위하여 피, 알팔파, 닭의장풀, 해바라기, 옥수수, 어저귀 등 6종 유식물의 토양 내 구리 농도별 생장율 및 구리 제거율 등을 조사하였다. 대조구 및 50, 100, 200, 300 ㎎-CuCl₂/㎏ 의 토양에 각 식물의 종자를 심어 14일 후 수거하여 발아율, 유식물의 생장 및 생체량, 구리 축적 및 제거력 등을 관찰하였다. 구리 농도에 따른 발아율 저해가 나타나지 않은 식물로는 피, 해바라기, 닭의장풀 등이었다. 그러나 해바라기의 경우 300 ㎎-CuCl₂/㎏ 에서 유식물의 뿌리 및 지상부의 생장율이 대조구의 약 7% 수준으로 큰 저해를 받았으며 생체량도 대조구의 약 35%에 불과해 구리에 의한 생체량 저해가 가장 심한 종으로 나타났다. 이에 반해 피와 닭의장풀은 고농도의 구리 오염 토양에서도 생장률이 높아 구리에 대한 내성이 가장 뛰어난 식물로 나타났다. 특히 피의 경우, 토양 내 구리 제거율이 30% 이상이었으며, 토양 내 구리 농도가 증가할수록 축적량이 꾸준히 증가하여 300 ㎎-CuCl₂/㎏ 에서 ㎏당 약 1020㎎의 Cu를 축적하는 것으로 나타나 phytoremediation에 사용될 가능성 있는 종으로 사료된다.
알파파의 재분화된 식물체로부터 다량의 이차체세포배를 유도하였으며, 이들 체세포배로부터 재분화되는 식물체의 획득빈도를 향상시키기 위하여, 캘러스에서 유래된 배의 형태 및 형태별 유식물 분화 양상에 관한 실험을 수행하였다. 2,4-D 농도에 따라 체세포배의 형성에 차이를 나타내었는데, 생장조절제가 첨가되지 않았거나, 2,4-D가 $0.1mg/{\ell}$ 첨가된 배지에서 형성된 배는 약 57% 이상이 2개의 자엽을 갖은 정상배였으며, 2,4-D 농도가 증가할수록 정상체세포배의 출현빈도는 감소하였고, 2,4-D $4mg/{\ell}$에서는 10%만이 정상배로 나타났다. 배의 형태에 따른 발아율 및 유식물 분화양상을 조사한 결과, 2개의 자엽을 갖는 정상배의 경우는 발아율이 85%로 가장 높았으며, 정상식물체로 발육되는 비율도 80%로 나타났다. 그러나 자엽이 1개 또는 3~4개인 배는 정상적으로 발육되는 식물체의 비율이 10% 이하로 매우 낮았으며, 자엽이 5개인 배와 나팔모양의 배는 정상적인 식물체로 발달하지 못하였다.
봄무우 유식물에서 $Cd^{2+}$ 은 자엽, 줄기와 뿌리에서 그의 독특한 운반자를 통해서 세포 내로 수송되었다. $Cd^{2+}$의 수송은 대사 방해물질인 DNP에 의해 방해되었다. $Cd^{2+}$의 운반자에 대한 $K_m$ 값은 자엽은 0.77ppm, 줄기는 1.72ppm, 뿌리는 0.33ppm이고, $V_{max}$는 자엽에서 $400ppm{\cdot}h^{-1}{\cdot}g{\cdot}fresh\;weight^{-1}$, 줄기에서는 $313ppm{\cdot}h^{-1}{\cdot}g{\cdot}fresh\;weight^{-1}$, 뿌리에서는 $606ppm{\cdot}h^{-1}{\cdot}g{\cdot}fresh\;weight^{-1}$이다. 봄무우 유식물에서 $Cd^{2+}$은 세포내에 proline의 축적을 유도시키지 못했다. 그러므로 세포내에 proline의 축적을 환경오염의 척도로 사용할 수 없다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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