고온은 사과(Malus domestica Borkh) 과실의 품질에 영향을 끼치는 가장 중요한 환경 요인 중 하나이다. 착색기의 '홍로' 사과 과실을 3단계로 구분하여 Real-time PCR을 통해 온도조건에 따른 안토시아닌 합성과 당 축적 관련 유전자의 발현 차이를 조사하였다. 당 합성관련 유전자인 ${\beta}$-amylase(BMY)와 polygalacturonase(PG)의 발현은 변색 시작단계보다 마지막 단계에서 월등히 높았다. 과피의 착색과 관련있는 phenylalanine ammonia-lyase(PAL), chalcone synthase(CHS), flavanone 3-hydroxylase(F3H)와 malate dehydrogenase(MDH)유전자는 변색 초기작단계에서는 고온 처리 24시간후에 발현이 증가하는 경향을 보였으며 변색 중간단계에서는 점차 증가하는 경향을 보였다. 변색단계별로 보았을 때 $25^{\circ}C$처리구가 다른 온도처리구보다 발현 정도가 더 높았으며, 변색 시작단계보다 마지막 단계에서의 발현이 강하게 유도되었다. 본 연구의 결과로 착색 초기단계의 과실이 고온스트레스가 가장 영향을 끼치므로 착색초기단계의 과실을 이용하여 전사체를 분석하면 분자생물학적 수준에서 사과의 성숙대사에서 유용한 정보를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.
매향' 딸기의 안토시아닌 생합성은 개화 후 26일째 시작되어 과실의 성숙기 동안 계속된다. 딸기로부터 안토시아닌의 생합성에 관여하는 주요 유전자를 분리하였다. 각각의 유전자에 대해, 다양한 식물체의 유사 유전자의 염기서열을 비교하여 PCR (polymerase chain reaciton) primer를 제작하였다. 숙기의 딸기에서 분리된 total RNA로부터 합성된 CDNA와 각 primer를 이용하여 RT (reverse transcriptase)-PCR을 수행하였다. 각 CDNA clone의 염기서열을 작성하여 분석한 결과, 이들은 안토시아닌 생합성에 관여하는 phenylalanine ammonia lyase (PAL), 4-cummarate CoA ligase (4CL), chalcone synthase (CHS), chalcone isomerase (CHI), flavanone-3-hydroxylase (F3H), dihydroflavonol 4-reductase (DFR), anthocyanidine synthase (ANS) 그리고 UDP-glucose:flavonoid-3-O-glucosyltransferase (UFGT) 효소에 해당되었다. Northern blot 분석 결과, 이들 유전자는 과실 발달과정에서 시기적으로 조절되었다. 특히 PAL을 제외한 모든 유전자는 과실에서만 주로 발현되었다. PAL, DFR 그리고 ANS유전자는 과실 초기 발달 단계인 개화 후 10일에 검출된 후 감소하다가, 22일에 다시 증가하기 시작하여 34일에 최대가 되었다. 한편, 다른 유전자들은 초기에는 발현되지 않다가, 안토시아닌이 축적되기 시작하는 개화 후 $22{\sim}30$일에 처음으로 검출되었다. 본 연구를 통해, 딸기 과실 발달과정에서 안토시아닌 생합성 과정에 관여하는 여러 유전자가 과실 숙기에 함께 조절되는 현상을 알 수 있다. 이러한 연구 결과는 안토시아닌 합성과정을 제어하는 조절 유전자가 존재한다는 것을 시사한다. 그리고 딸기의 안토시아닌 생합성 유전자의 발현패턴을 크게 두 가지로 나눌 수 있는 것으로 보아, 딸기의 안토시아닌 생합성에는 적어도 두 가지 서로 다른 조절 기작이 관여하여 색소 발달 과정을 제어할 것으로 보인다.
국내 포도주 가공용 육성 품종인 '두누리' 포도의 양조 가능성과 고품질의 포도주 양조를 위한 적정 성숙시기를 검토하고자 성숙 시기별 과실의 품질특성과 적정 성숙시기를 판단하는 여러 가지 지표를 검토하였고, 포도주 양조 후 전문가 관능평가를 통해 포도주 품질에 가장 적합한 성숙 시기를 구명하고자 하였다. '두누리' 포도의 과실특성을 조사한 결과 $^{\circ}Brix$ 당함량은 변색기 이후 급격히 증가하였고 성숙완료 시 17 $^{\circ}Brix$를 나타내었으며 과숙기에는 약 20 $^{\circ}Brix$까지 증가하였다. 산함량은 변색기 이루 급격히 감소하기 시작하여 성숙 완료 시 거의 0.66%까지 감소하였고 이후에도 서서히 감소하여 과숙기에는 0.51%까지 감소하였다. 총폴리페놀과 총안토시아닌 함량은 변색기 이후 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 특히 산함량이 0.55% 정도 되었을 때 총안토시아닌 및 총폴리페놀의 함량이 최고에 도달하지만 포도가 과숙되면 오히려 함량이 감소하는 것으로 나타났다. 총안토시아닌의 축적과 당, pH, 산함량, brix/acid 비율과의 상관관계를 살펴본 결과 0.87~0.95(p<0.05)의 양 또는 음의 높은 상관관계를 나타내었다. 포도의 적정 성숙시기를 판단하는 지표인 $brix{\times}pH^2$ 값과 brix/acid 비율을 적용해 본 결과 두 지표를 모두 만족시키는 성숙 시기는 산함량이 0.53~0.55 정도, 당함량이 17 $^{\circ}Brix$일 때였다. '두누리' 포도주의 성숙 시기별 품질특성을 조사한 결과 산함량은 성숙 시기가 늦을수록 감소하였고, 총안토시아닌, 탄닌 함량 및 포도주의 적색도와 색의 포화도를 나타내는 $a^*$와 $C^*$는 증가하다가 포도가 과숙될수록 함량이 오히려 감소하는 것으로 나타났다. '두누리' 포도주의 관능평가를 조사한 결과 산함량은 포도 성숙 후 가장 늦게 수확하여 제조한 포도주에서 가장 안정적인 산미를 나타낸다고 평가하였지만 색, 향기, 전체적인 조화에서는 포도주의 산함량이 0.60%(포도의 산함량으로 0.53~0.55%) 정도일 때 가장 좋은 품질을 나타낸다고 평가하였다. 따라서 '두누리' 포도주를 제조할 경우 포도의 산함량이 0.55% 정도 일 때 포도의 당함량, 색 및 폴리페놀의 함량은 최고에 도달하고, 기존의 성숙시기 판단 지표인 $brix{\times}pH^2$ 값과 brix/acid 비율을 만족시키는 것으로 나타났다.
In general, the storage life of hardy kiwifruit (Actinidia arguta) is approximately one month, even in cold storage, which is a limiting factor for its commercialization due to the short marketing period. This short shelf life is in contrast to those of green kiwifruit (A. deliciosa, 6 to 8 months) and gold kiwifruit (A. chinensis, 4 to 6 months). To increase the storage life of hardy kiwifruit, we performed a cross between A. arguta (a local collection, 'Hy2-1', female) and A. deliciosa ('Matua', male) at Wando station at the Fruit Research Institute of JARES, Korea in 1999. After the first selection in 2006, we clonally propagated the hybrid plants by grafting them onto A. arguta seedlings in Gwangyang and Haenam province, Korea. We performed the final selection of this cultivar in 2012 and applied for plant protection rights from the Korea Forest Research Institute in 2013. Several experimental orchards have been established for commercial production. 'Mansu' begins to flower on May 20 in Gwangyang. The horticultural maturity date in 'Mansu', when the soluble solid content reaches $7^{\circ}Bx$, is October 15, whereas that of the control variety ('Chiak') is October 5. The average fruit size of 'Mansu' is approximately 15 g. The soluble solid content of 'Mansu' is approximately 16 to $17^{\circ}Bx$ after ripening. The total yield of mature 'Mansu' vines is estimated to be 2.2 to 2.5 tons per 10a. The fruit firmness of 'Mansu' exceeded 1.5 kg/5 mmØ until 70 days after storage (at 0 and $1^{\circ}C$). Therefore, 'Mansu' fruits have much longer storability than the control. The cultivation and production of 'Mansu' may extend the marketing period for hardy kiwifruit.
The kiwi fruit (Actinidia deliciosa cv. 'Hayward') should be ripened at any step during postharvest handling before consumer consumption. This is essential for freshly harvested kiwi fruit. But, this requires correct temperatures and ethylene concentrations. More testing of a newly developed ethylene generator using charcoal for commercial purposes is needed. This study was conducted to investigate the optimum storage temperatures and the effect of ethylene on the postharvest quality of kiwi fruit. Three different ethylene concentrations of 10, 50, and $100{\mu}L{\cdot}L^{-1}$ were used on fresh kiwi fruit stored at different temperatures of 10, 15, and $20^{\circ}C$. The quality changes of the fruits were assessed by sensory evaluation and by measuring firmness, soluble solids content, titratable acidity, and ethylene production. Higher storage temperatures and ethylene concentrations softened the kiwi fruit quickly and led to the rapid loss of acidity while soluble solid contents of fruit increased to a significant extent during the same storage period. Similarly, the firmness of ethylene-treated fruits stored at 20 and $15^{\circ}C$ dramatically decreased in the experiment while treated fruits stored at $10^{\circ}C$ decreased only slightly. Quality characteristics of kiwi fruits stored at 15 and $20^{\circ}C$ were better than those of fruits at $10^{\circ}C$. With regards to the effect of temperature, fruits stored at lower temperatures took a longer time to ripen and retained their quality longer. The newly developed ethylene generator maintained the ethylene concentration in the 5 kg box at $40-400{\mu}L{\cdot}L^{-1}$. The ethylene generator could also be used to soften persimmons.
고 이산화탄소 전처리가 토마토의 숙성 중 품질 변화에 미치는 영향을 구명하기 위해 breaker와 pink 단계에 토마토를 수확한 후 고 이산화탄소(25, 50 및 100%)를 24시간 처리한 후 상온에서 숙성시키면서 품질변화를 조사하였다. 이산화탄소 전처리시 숙성기간 중 과피 변색과 과실의 연화가 억제되는 효과가 극명하였으며 이러한 효과는 pink 단계의 토마토 보다는 breaker 단계의 토마토에서 더 컸다. 이산화탄소 처리가 토마토의 숙성 중 당도에 미치는 영향은 없었으며, 100% 농도 처리시 breaker 토마토의 산도가 낮아지는 경향을 보였다. 관능검사를 실시한 결과 breaker 토마토의 경우 고 이산화탄소 처리에 의해 단맛이 감소하였다. 토마토의 산미와 조직감은 과실의 숙도에 관계없이 이산화탄소 처리에 의해 높게 유지되었다. Breaker 단계에서 수확한 토마토는 이산화탄소 전처리에 의한 이취 발생이 없으나, pink 토마토에서는 이취가 발생하여 향에 대한 선호도가 낮아졌다. 상온에서 22일 후 고 이산화탄소 장해 증상이 관찰되었는데, breaker 토마토는 50% 이상의 농도에서, pink 토마토의 경우 25% 이상의 농도 처리시 발생하였다.
Kim, In-Jung;Lee, Byung-Hyun;Jinki Jo;Chung, Won-Il
Journal of Plant Biotechnology
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제2권3호
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pp.115-121
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2000
A cDNA clone encoding chloroplast triosephosphate isomerase (TPI-cp) was isolated from strawberry fruit cDNA library. Sequence analyses indicated that the cDNA contains an open reading frame of 314 amino acids (33.5 kDa) composed of a transit peptide (59 amino acids) in amino terminal region and mature protein (255 amino acids). The existence of transit peptide in the deduced amino acid sequence implies that it encodes a chloroplast isoform. The protein sequence is more similar to other plant chloroplast isoforms than cytosolic isoforms. RNA blot analysis indicated that its expression is ubiquitous in examined five tissues, flowers, leaves, petioles, roots and fruits, and shows differential pattern according to fruit ripening. Genomic DNA blot analysis showed that TPI-cp is encoded by multiple genes in strawberry. Through sequence comparison and phylogenetic tree construction, TPI-cp is distinctively grouped into dicot and chloroplast isoforms.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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