Kim, Kwan-Su;Song, Yeon-Sang;Moon, Youn-Ho;Park, Si-Hyung
한국작물학회지
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제51권spc1호
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pp.297-303
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2006
Cuticular waxes on tea (Camellia sinensis L.) loaves consisted mainly of alkanes, fatty acids, primary alcohols, triterpenes, and a group of unknown compounds, dominated by primary alcohols and triterpenes. Tea tree accessions used in this study were M-1, M-2, Sakimidori, and Yabukita. For all accessions, the alkane, fatty acid, and primary alcohol constituents consisted of a homologues series, and the major constituents of primary alcohol class were the C28 and C30 homologues. Triterpenes consisted of friedelin, $\beta-amyrin$, and three unidentified ones and friedelin was the most abundant. Leaf area and the total amounts of cuticular waxes per leaf increased with lower leaf position from the apical bud in Yabukita variety. With different leaf position, total wax amount per unit leaf area on the youngest leaves of P1 (the uppermost leaf position) showed the largest amount $(12.80{\mu}g/cm^2)$, and on mature loaves of P2 to P6 ranged from 7.08 to $7.77{\mu}g/cm^2$, and then on the oldest loaves of P7 (the lowest leaf position) remained at an increased level $(17.53{\mu}g/cm^2)$. During leaf development (lower leaf position), the amount of primary alcohols decreased from P1 to P6 and increased at P7, whereas that of triterpenes increased from P1 to P7. The percentage of each wax class in the total wax amount occurred a decrease in primary alcohol and an increase in triterpene, with leaf age.
In this study, we showed that WAX9D, a nonspecific lipid-transfer protein found in broccoli, binds palmitate (C16) and stearate (C18) with dissociation constants of 0.56 ${\mu}M$ and 0.52 ${\mu}M$, respectively. WAX9D was fused to thioredoxin protein by genetic manipulation to enhance its solubility. The data revealed strong interaction of Trx-WAX9D with palmitate and stearate. The dissociation constants of Trx-WAX9D for palmitate and stearate were 1.1 ${\mu}M$ and 6.4 ${\mu}M$, respectively. The calculated number of binding sites for palmitate and stearate was 2.5 to 2.7, indicating that Trx-WAX9D can bind three molecules of fatty acids. Additionally, Trx-WAX9D was shown to inhibit the apoptotic effect of palmitate in endothelial cells. Our data using Trx-WAX9D provide insight into the broad spectrum of its biological applications with specific palmitate binding.
침투성 증진 물질로 fatty alcohol ethoxylate(FAE) 혹은 지방산 에스테르를 함유하는 dimethomorph 수용액을 오이 잎에 분무 살포하여 침투율을 측정하고, FAE의 각기 다른 분자내 친수기와 친유기의 구성에 따른 dimethomorph의 침투율을 조사함으로써 FAE에 의해 유도되는 dimethomorph의 침투 기작을 추론하였다. Polyoxyethylene mono-9-octadecenyl ether(ethylene oxide 부가몰수 6 몰, $C_{18=9}E_6$)에 의해 유도된 dimethomorph의 오이 엽면 침투량은 분무액 중의 $C_{18=9}E_6$의 농도와 dimethomorph농도에 비례하였다. 따라서 FAE의 엽면 침투와 그로 인하여 유도되는 dimethomorph의 침투성은 잎 표면으로부터 내부를 향하여 일어나는 단순한 확산 현상임을 알 수 있었다. 동일한 몰농도로 첨가된 지방산 에스테르와 FAE를 이용한 실험에서 dimethomorph의 오이 잎 침투성 증진에는 친유기로 octadecanol이 가장 효과적이었으며, 여기에 부가된 친수기 polyoxyethylene은 ethylene oxide(EO) 부가몰수가 20 몰까지 증가할수록 더욱 효과적이었다. 따라서 FAE 계면활성제의 친유기는 dimethomorph의 확산 침투가 용이해지도록 주로 오이 잎의 cuticular wax의 이화학적 성질을 변화시키는 역할을 하며, 20 몰 이하의 EO가 부가된 친수기 Polyoxyethylene은 FAE의 몰부피를 증가시킴으로써 FAE 자체의 확산 침투 속도를 늦추고 cuticular membrane 내에 오래 머물게 함으로써 dimethomorph의 침투가 용이하도록 친유기에 의해 변화된 cuticular wax의 이화학성을 오래 동안 유지하는 역할을 하는 것으로 추정되었다.
농약의 식물 엽면 침투성에 관하여 보고한 국내외 논문을 조사하여 최근에 빈번하게 사용되고 있는 침투율 측정법과, 계면활성제에 의해서 유도되는 농약의 엽면 침투기작에 관한 연구 동향을 고찰하였다. 농약의 식물 엽면 침투성 연구에는 생물검정법, 식물 잎이나 cuticular membrane을 이용하는 방사능 추적 기술이 주로 이용되고 있다. 가장 최근에는 수용성 색소 Congo Red를 추적물질로 이용하는 새로운 침투율 측정법이 제안되었다. 농약의 엽면 침투에 있어서 최대의 장벽은 epicuticular wax와 cuticular wax를 포함하는 잎 표면의 왁스층이며, 일부 연구자들은 이를 limiting skin이라 부르기도 한다. 농약의 몰부피(molar volume), 수용해도 및 분배계수 등의 이화학적 성질은 식물 엽면 침투성에 영향을 미치지만 제한적인 상관관계를 나타낼 뿐이며, 일반화할 수 있는 어떠한 상관관계도 아직 발견되지 않았다. Polyoxyethylene을 친수기로 가지는 지방족 알콜 계면활성제들은 많은 농약에 대하여 좋은 침투성 증진제로 알려져 있다. 침투성 증진제로 사용되는 계면활성제가 농약의 엽면 침투성을 증진하는 데에는 계면활성, 가용화 능력, 흡습성 및 미셀생성임계농도 등 계면활성제 고유의 성질이 크게 관여하는 것 같지는 않다. 최근의 연구에서 침투성 증진 효과가 큰 계면활성제는 식물의 왁스층에 쉽게 흡수되어 가역적으로 왁스층의 유동성을 증가시키는 가소제 역할(plasticizing effect)을 한다는 것이 밝혀졌다. 계면활성제가 왁스층에 먼저 침투하면 wax층의 유동성이 증가하고, 이로 인하여 wax층 내에서 농약의 이동성과 분배계수가 달라짐으로써 농약의 엽면 침투 속도가 변화한다는 것이다. 그러나 계면활성제의 친유기 부분인 지방족 알콜의 탄소수와 친수기의 ethylene oxide 부가중합도가 농약의 침투성 증진에서 어떠한 역할을 하는지는 상세히 밝혀져 있지 않다. 다만 계면활성제 자체의 엽면 침투 속도가 농약의 침투속도와 깊은 관련이 있을 것으로 추정되고 있다.
The chemical components in plant cuticular wax can be used as markers to estimate the species composition of the diet of grazing animals. In this experiment, composition of the diet of yak on the Qinghai-Tibetan plateau was estimated using n-alkane analysis. During the grazing period, samples of whole plants of the species present, plus fecal samples voided by the yak, were collected, air-dried and ground prior to the extraction of cuticular wax n-alkanes. The species composition of the yak diets was estimated by relating fecal alkane contents to those of the plant species, using the 'ATWHAT'software package. The results showed that the n-alkane technique can detect the main dietary components selected by yak. The diet consumed by yak contained 33% Kobresia humilis, 67% Stipa aliena in summer pasture; 26% Potentilla anserine, 74% Carex qinghaiensis in autumn pasture; 52% Carex qinghaiensis, 32% Heteropappus bowerii and 16% Saussurea semifasciata in winter pasture and 5% Carex qinghaiensis, 95% Achnatherum splendens in spring pasture. The apparent selection for forbs is likely to be a reason for nutritional constraint of yak inhabiting alpine environments.
꽃매미의 발육단계별 표피탄화수소를 비교하기 위하여 GC와 GC-MS를 이용하여 분석하였다. 분석된 꽃매미의 표피탄화수소의 종류는 알이 32종, 약충은 령별로 각각 33, 28, 38, 37종이었고 2령 약충에서 가장 적게 나타났다. 반면 성충은 암 수 모두 46종으로 동일하였으며, 꽃매미의 충태 중 가장 많은 종류의 탄화수소를 함유하고 있었다. 발육단계별 물질 함량을 분석한 결과, 알은 메틸기를 갖고 있는 9-methylheptacosane을 가장 많이 함유하고 있었으며(15.11%), 령기별 약충은 n-heptacosane을 가장 많이 함유하고 있었다(15.75, 22.42, 25.04, 23.11%). 반면 성충은 암 수 모두 n-nonacosane을 가장 많이 함유하고 있었다(13.42, 16.55%). 표피탄화수소의 구성물질을 5개 그룹(n-alkanes, monomethylalkanes, dimethylalkanes, trimethylalkanes, olefins)으로 나누고 물질 함량을 꽃매미 발육단계별로 비교하였다. 꽃매미의 알 표피는 대부분이 monomethylalkanes인 포화탄화수소로 이루어져 있고(45.39%), 약충은 포화탄화수소의 기본구조인 n-alkanes이 대부분이었다(37.63-46.12%). 또한 성충은 암 수에 따라 차이가 있었지만, n-alkanes과 monomethylalkanes을 고루 함유하는 것으로 나타났다. 반면 모든 충태에서, 3개이상의 메틸기를 갖거나 이중 결합을 포함하는 구조는 극히 적었다.
Cuticular hydrocarbons(CHCs) of the epicuticle wax layer are so far used to differentiate the insects in species and subspecies levels. In this study, four species of malaria vectors(genus Anopheles) were collected from various localities in southern Iran. Twenty specimens of each species were randomly selected and one epicuticular extract was prepared of every five specimens. FID-GC profiles of the extracts did not show any qualitative difference. Using significant difference of CHC mass at retention time(RT) 39.6, the two species of An. sacharovi and An. fluviatilis could be distinguished. Similarly, the two species of An. superpictus & An. sacharovi and An. dthali & An. sacharovi were differentiated by their CHC level at RT 28.5. An. sacharovi was distinguished by integratable peaks at RTs 29.7, 30.6, 30.7, 31 and 32.6 while the other three species just indicated trace peaks at the same RTs. Similarly, An. dthali could be known by an integratable peak at RT 26.2 while An. fluviatilis and An. superpictus indicated trace peaks at the same RT. Integratable peaks and traces at RTs 27.4 and 28.5 were respectively used to differentiate An. superpictus from An. fluviatilis. Lastly, CHC trace amount of An. superpictus at RT 39.6 is another indicator to distinguish it from An. fluviatilis with an integratable peak at the same RT. In harmony with other studies worldwide we hereby report that quantitative analysis of CHCs was successfully applied to differentiate the four Anopheles species of southern Iran.
Plant leaf cuticle is related to the prevention of moisture loss, transpiration, and diffusion of light reflection. The purpose of this study was to examine the morphological characteristics of ginseng leaves in ginseng plants resistant and susceptible to hightemperature injury (HTI) to be related with the leaf-burning. For the HTI resistant lines Yunpoong, high-temperature injury resistance (HTIR) 1, HTIR 2, and HTIR 3, and the HTI-susceptible line Chunpoong, the cuticle densities were 53.0%, 46.2%, 44.9%, 48.0%, and 17.0%; the adaxial leaf cuticle layers were 141.3, 119.7, 119.7, 159.4, and 85.0 nm in thickness; the abaxial leaf cuticle layers were 153.6, 165.8, 157.9, 199.6, and 119.4 nm in thickness; and the stomtal lengths were 21.7, 32.4, 29.4, 30.9, and $21.8{\mu}m$, respectively. All of these aspects suggest that HTI resistant lines have higher cuticle density, thickicker adaxial and abaxial leaf cuticle layers, and longer of stomta length than the HTI-susceptible line, protecting leaves from moisture loss and excessive transpiration under high temperatures to be resistant against the leaf-burning.
세계산 Scopolia Jacq. s.l.에 포함되는 세 개의 속인 Scopolia s.s., Anisodus, Atropanthe와 근연 군외군으로 선택된 Przewalskia 식물의 잎표피 미세구조를 조사하기 위하여 4속 10종(37개체)의 잎을 광학현미경 및 주사전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 연구 분류군의 기공은 향축면과 배축면 모두에 존재하는 양면기공엽 (amphistomatic type)으로 밝혀졌다. 공변세포의 크기는 $18-64{\times}11-48{\mu}m$로 속과 종에 따라 다소 차이를 보이는데, 가장 작은 공변세포는 군외군으로 포함시킨 단형속인 Przewalskia tangutica($24-27{\times}16-17{\mu}m$)이었고, 가장 큰 공변세포는 Anisodus carniolicoides ($62-64{\times}43-48{\mu}m$)에서 나타났다. 기공복합체의 형태는 대부분 불규칙형 (anomocytic:Scopolia s.s., Anisodus taxa:A. luridus, A. carniolicoides, A. acutangulus)과 불균등형 (anisocytic:Anisodus tanguticus, Przewalskia, Atropanthe)이 나타난다. 공변세포의 모양은 대부분 초생달 모양의 타원형이나, Przewalskia tangutica에서는 거의 원형으로 나타난다. 부세포의 수충벽(anticlinal wall)은 대부분 파상형 (undulate)이며, Przewalskia tangutica에서는 다소 아치형을 이루었다. 표피세포의 형태는 거의 불규칙한 다각형 (polygonal)으로 수충벽은 다소 또는 심하게 굴곡을 이루는 undulate/sinuate형이었다. 표피세포의 표면은 왁스층이 대부분의 분류군에서는 잘 발달되지 않았고, 일부의 분류군(e.g., Anisodus tanguticus)에서만 기공 주변으로 발달한 양상을 보였다. Scopolia s.s.와 Przewalskia 분류군에서는 독특하게 다세포로 구성된 'elongate-headed' 선모가 존재하였고, Atropanthe 및 Anisodus의 대부분의 분류군은 모용이 존재하지 않았고, 단지 1종(A. luridus)에서는 단순(simple) 또는 가지를 친(branched:dendritic-type) 비선모가 존재하는 것으로 나타났다. 끝으로 조사된 Scopolia s.l.(Przewalskia 포함)의 분류군내의 속간 그리고 종간의 동정과 식별을 위한 잎의 미세형태학적 형질(기공복합체, 모용, 등)의 계통분류학적 또는 생태학적 가치를 검토하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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