• 원예과학기술지
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• 제33권3호
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• pp.356-363
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• 2015

This study examined the effects of different day/night temperature regimes or silver ion on growth and flowering of passion fruit 'Tai-nung No.1'. Low temperature treatment ($20/15^{\circ}C$) caused passion fruit cultivar 'Tai-nung No.1' to fail to flower. Flowering induction occurred within a temperature range of $20-30^{\circ}C$, with no significant difference in the days to first flower bud and the total number of flower buds between plants grown at $30/25^{\circ}C$ and $25/20^{\circ}C$. However, plants grown at $30/25^{\circ}C$ exhibited their first flower buds set on the higher nodes and had higher abortion rates of flower buds than those at $25/20^{\circ}C$. Plants grown at $30/25^{\circ}C$ had the most rapid growth and the shortest plastochron. We also evaluated the effect of the ethylene response inhibitors silver nitrate ($AgNO_3$) and silver thiosulfate (STS) on growth and flowering of potted passion fruit 'Tai-nung No.1', when they were exposed to low temperature conditions ($20/15^{\circ}C$) following chemical treatments ($AgNO_3$ or STS, at 0.5 or 1.0 mM). $AgNO_3$ and STS treatments induced flower formation and initial flower bud formation within approximately two weeks at $20/15^{\circ}C$ whereas non-treated control plants exhibited no flower formation. ACC content and activity of ACC oxidase in the leaves of passion fruit 'Tai-nung No.1'exposed to low temperature conditions ($20/15^{\circ}C$) were significantly inhibited by the ethylene inhibitor treatments. These results indicate that ethylene, which is produced under low temperature conditions, plays an important role in inhibiting flower formation in passion fruit.

• 한국생물물리학회:학술대회논문집
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• 한국생물물리학회 2003년도 정기총회 및 학술발표회
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• pp.70-70
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• 2003

Active sites and substrate bindings of 1-aminoxyclopropane-1-carboxylate oxidase (MD-ACO1) catalyzing the oxidative conversion of ACC to ethylene have been determined based on site-directed mutagenesis and comparative modeling methods. Molecular modeling based on the crystal structure of Isopenicillin N synthase (IPNS) provided MD-ACO1 structure. MD-ACO1 protein folds into a compact jelly roll shape, consisting of 9 ${\alpha}$-helices, 10 ${\beta}$-strands and several long loops. The MD-ACO1/ACC/Fe(II)/Ascorbate complex conformation was determined from automated docking program, AUTODOCK. The MD-ACO1/Fell complex model was consistent with well known binding motif information (HIS177-ASP179-HIS234). The cosubstrate, ascorbate is placed between iron binding pocket and Arg244 of MD-ACO1 enzyme, supporting the critical role of Arg244 for generating reaction product. These findings are strongly supported by previous biochemical data as well as site-directed mutagenesis data. The structure of enzyme/substrate suggests the structural mechanism for the biochemical role as well as substrate specificity of MD-ACO1 enzyme.

• Journal of Plant Biology
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• 제39권4호
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• pp.295-300
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• 1996

The physiological effects of oligogalacturonic acid (OGA:D. P. 6-7), a product of acid hydrolysis of polygalacturonic acid (PGA), on ethylene biosynthesis in mung bean (Vigna radiata W.) hypocotyl segments was studied. Among PGA, OGA and monogalacturomic acid (MGA), only OGA stimulated ethylene production in mung bean hypocotyl segments, and the most effective concentraton of OGA was 50$\mu\textrm{g}$/mL. Time course data indicated that this stimulatiion effect of OGA appeared after 90 min incubation period and continued until 24 h. When indol-3-acetic acid (IAA) and 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) were treated with OGA to investigate the mechanism of OGA on ethylene production, they did not show synergistic effects on ethylene production. The stimulation of ethylene production by OGA was due to the increase of in vivo ACC synthase activity, but OGA treatment had no effect of in vivo ACC oxidase activity. The effect of aminoethoxy vinyl glycine (AVG) and Co2+, the inhibitor of ethylene synthesis, was siminished a little by the OGA, but the treatment of Ca2+, known to increase ACC, with OGA did not increase the ethylene production, this effect seems to be specific for Ca2+ because other divalent cation, Mg2+, did not show the inhibition of OGA-indyuced ethylene production. It is possible that the OGA adopts a different signal transduction pathway to the ethylene bioxynthesis.

• 생명과학회지
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• 제24권12호
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• pp.1364-1370
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• 2014

Ascorbic acid (AA)는 식물 발달과 생장에 필수적인 다기능성 대사산물이다. 본 연구에서는 항산화제인 AA가 옥수수 일차 뿌리에서 굴중성 반응에 미치는 효과를 조사하였다. $10^{-3}$ M AA를 신장대에 처리하면 뿌리 굴중성 반응은 영향을 받지 않고 뿌리 생장은 약간 억제되었다. 그러나 $10^{-5}$ M과 $10^{-3}$ M AA를 뿌리 끝에 처리하였을 때, 뿌리 굴중성 반응은 촉진된 반면, 뿌리 생장은 억제되었다. 수평으로 놓인 뿌리의 윗면과 아랫면에서 IAA함량의 차이는 차등 생장을 유발한다. 뿌리는 IAA에 대하여 매우 민감하여 아랫면에 증가된 IAA는 뿌리 생장을 억제한다. 그러므로 본 연구에서 AA가 존재할 때 IAA의 효과를 조사하였다. AA는 IAA와 함께 처리하면 굴중성 반응을 더욱 억제시켰다. 뿌리 생장과 굴중성 반응의 조절에 관여하는 AA의 작용을 알아보기 위하여, AA를 처리한 후 에틸렌 생성을 측정하였다. AA는 ACC가 에틸렌으로 전환되는 단계를 조절하는 ACC oxidase gene을 활성화시켜 에틸렌 생성을 촉진하였다. 이 결과는 AA가 에틸렌 작용의 조절을 통하여 옥수수 뿌리에서 굴중성 반응에 영향을 준다는 것을 제시한다.

• 한국동물학회:학술대회논문집
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• 한국동물학회 1997년도 한국생물과학협회 학술발표대회
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• pp.223.1-223
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• 1997

No Abstract, See Full Text

• 생명과학회지
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• 제25권11호
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• pp.1223-1229
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• 2015

Oryzalin은 미세소관을 분열시키는 dinitroaniline계의 제초제이다. 미세소관과 미세섬유는 평형석 침강과 세포벽을 구성하는 세포골격들이다. 평형석은 뿌리 끝에 있는 columella 세포에서 중력 인지 조절을 한다. 본 연구는 oryzalin이 옥수수 일차 뿌리에서 ethylene 생성을 통하여 굴중성 반응에 미치는 영향을 연구하였다. 뿌리 끝 부분에 10^-4 M oryzalin의 처리는 뿌리 성장과 굴중성 반응을 저해하였으나, 신장대에 처리하게 되면 저해현상은 관찰되지 않았다. 10^-4 M oryzalin을 뿌리 끝에 15시간 처리하면 뿌리 끝의 생장이 억제되고 둥근 형태로 부풀었다. 에틸렌의 전구물질인 ACC를 뿌리 끝에 처리하여도 굴중성 반응이 억제되었다. Oryzalin의 작용과 에틸렌 생성에 대한 관련성을 연구하기 위하여 oryzalin 처리 후 에틸렌 생성을 측정하였다. Oryzalin 처리에 의해 ACC oxidase와 ACC synthase의 활성이 증가되어 에틸렌 생성이 촉진되었다. Oryzalin은 ACO와 ACS의 유전자의 발현도 증가 시켰다. Indole-3-acetic acid (IAA)는 굴중성 반응 동안 관찰되는 비 대칭적 신장에 중요한 역할을 한다. 이러한 연구 결과는 oryzalin이 뿌리 끝에서 IAA transport를 억제하여 뿌리 신장대의 윗면과 아랫면의 IAA 양의 차이를 감소시키고, 또한 에틸렌 생성을 촉진하며 미세소관의 배열을 방해하여 뿌리 글중성과 생장을 억제할 가능성을 제시하고 있다.

• 미생물학회지
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• 제52권2호
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• pp.148-156
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• 2016

ACC deaminase 활성이 높은 균주인 Enterobacter ludwigii SJR3를 이용하여 건조와 염분 스트레스 환경에서 토마토 식물의 생장촉진 효과와 스트레스-관련 유전자의 발현을 조사하였다. 4주 키운 토마토 식물에 SJR3 균주 접종 후 건조 스트레스와 염분 스트레스를 처리하면서 1주일 후 식물의 생장을 비교하였다. 건조 스트레스 환경에서는 균주 접종군이 비접종군에 비해 뿌리와 줄기 길이 및 습윤과 건조중량이 각각 37.8, 37.2, 96.8과 146.6% 증가하였고 염분 스트레스 환경에서는 각각 19.2, 25.4, 19.5와 105.8% 증가하였다. 또한 스트레스에 반응하여 토마토 잎에 축적되는 proline의 함량은 크게 늘어나지만 건조와 염분 스트레스 처리 시 비접종 대조군 보다 균주 접종군에서 62.1%와 54.1% 감소되었다. 스트레스 환경에서 자라난 토마토 식물에서 스트레스-관련 유전자들인 ACC oxidase의 유전자 ACO1과 ACO4, ethylene response factor의 유전자 ERF1과 ERF4 등의 상대적인 발현량을 조사하였다. 비 스트레스 대조군과 비교해서 건조와 염분 스트레스 환경의 토마토 식물에서 모든 스트레스-관련 유전자들의 발현이 크게 증가하였으나 SJR3 균주를 접종한 식물의 유전자들은 대부분이 비 스트레스-처리 대조군과 유사한 정도의 유전자 발현량을 나타내었다. 따라서 E. ludwigii SJR3는 식물에서 건조와 염분 스트레스의 완화에 중요한 역할을 하여 작물의 생장을 촉진하고 생산성을 높일 수 있을 것으로 여겨진다.

• Molecules and Cells
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• 제41권12호
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• pp.1033-1044
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• 2018

As sessile organisms, plants have evolved to adjust their growth and development to environmental changes. It has been well documented that the crosstalk between different plant hormones plays important roles in the coordination of growth and development of the plant. Here, we describe a novel recessive mutant, mildly insensitive to ethylene (mine), which displayed insensitivity to the ethylene precursor, ACC (1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid), in the root under the dark-grown conditions. By contrast, mine roots exhibited a normal growth response to exogenous IAA (indole-3-acetic acid). Thus, it appears that the growth responses of mine to ACC and IAA resemble those of weak ethylene insensitive (wei) mutants. To understand the molecular events underlying the crosstalk between ethylene and auxin in the root, we identified the MINE locus and found that the MINE gene encodes the pyridoxine 5′-phosphate (PNP)/pyridoxamine 5′-phosphate (PMP) oxidase, PDX3. Our results revealed that MINE/PDX3 likely plays a role in the conversion of the auxin precursor tryptophan to indole-3-pyruvic acid in the auxin biosynthesis pathway, in which TAA1 (TRYPTOPHAN AMINOTRANSFERASE OF ARABIDOPSIS 1) and its related genes (TRYPTOPHAN AMINOTRANSFERASE RELATED 1 and 2; TAR1 and TAR2) are involved. Considering that TAA1 and TARs belong to a subgroup of PLP (pyridoxal-5′-phosphate)-dependent enzymes, we propose that PLP produced by MINE/PDX3 acts as a cofactor in TAA1/TAR-dependent auxin biosynthesis induced by ethylene, which in turn influences the crosstalk between ethylene and auxin in the Arabidopsis root.

• 생명과학회지
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• 제31권3호
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• pp.280-286
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• 2021

Oryzalin은 미세소관의 형성을 억제하는 dinitroaniline계 제초제이다. Oryzalin은 튜불린에 결합해 식물의 미세소관 배열을 무질서하게 하여 식물 세포의 비등방성 성장을 억제한다. 미세소관과 미세섬유는 세포벽을 구성하고 columella 세포에서 녹말체 침강에 관여하는 세포골격이다. 녹말체는 뿌리 끝에 있는 columella 세포에서 중력을 인지하여 물과 무기염류를 흡수하기 위하여 토양 속으로 자라도록 한다. 식물세포에서 미세소관의 배열은 에틸렌 수준에 따라 조절된다. Oryzalin이 ACC synthase와 ACC oxidase를 활성화시켜 에틸렌 생성을 촉진한다고 알려졌다. 또한 oryzalin은 농도에 의존적으로 뿌리 생장과 굴중성 반응을 억제한다고 보고 되었다. 이 결과에 따라, 본 연구는 Arabidopsis 뿌리에서 이 억제 효과가 에틸렌 생성 억제제인 10-4 M cobalt ions과 10-8 M aminoethoxyvinylglycine (AVG)를 처리하여 회복될 가능성에 초점을 두었다. 뿌리 생장과 굴중성 억제는 cobalt ions과 AVG에 의해 10-20% 회복되었다. 이 결과는 뿌리 생장과 굴중성 반응은 에틸렌의 수준에 따라 조절될 가능성을 제시하였다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제6권2호
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• pp.153-160
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• 1999

후지 사과의 CA 저장 효과를 생리화학적으로 구명하기 위해 저장 조건에 따른 에틸렌과 이산화탄소 생성 및 이들의 연관성 그리고 과육경도와 과피색의 변화를 조사하였다. 저장 산소농도가 낮을수록 ACC oxidase 활성이 억제되어 내부 에틸렌 농도가 낮게 유지되었다. 특히 1% $O_2$+l% $CO_2$ 조건에서는 내부 에틸렌 농도가 1 ppm 이하로 유지되었으며 저장 후 2$0^{\circ}C$의 air에서도 거의 변화가 없었다. 에틸렌 생성에 고농도 이산화탄소의 영향은 구성 산소농도에 의존적이어서 1% 산소에서는 효과가 없거나 생성 증가 효과를, 3% 산소에서는 생성 억제효과를 나타내었다. 내부 에틸렌 농도와 에틸렌 방출량은 밀접한 상관관계을 나타내었다. 내부 이산화탄소 농도도 이산화탄소 방출량과 밀접한 상관관계를 나타내었으며 저장 산소농도가 가장 낮은 조건인 1% $O_2$+l% $CO_2$에서 가장 낮게 유지되었고 저장 후의 증가폭은 다른 조건들과 차이가 없었다. 저장조건에 따른 에틸렌과 이산화탄소 생성량의 연관성은 CA 저장 사과와 단기간 air 저장 사과에서는 존재하였으나 장기간 air 저장 사과에서는 보이지 않았다. 사과의 과육경도와 과피의 녹색은 에틸렌과 이산화탄소의 생성이 억제된 저장조건일수록 손실이 적었다.