• Plant Biotechnology Reports
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• 제5권4호
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• pp.353-365
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• 2011

The present study investigates the possible regulatory role of exogenous nitric oxide (NO) in antioxidant defense and methylglyoxal (MG) detoxification systems of wheat seedlings exposed to salt stress (150 and 300 mM NaCl, 4 days). Seedlings were pre-treated for 24 h with 1 mM sodium nitroprusside, a NO donor, and then subjected to salt stress. The ascorbate (AsA) content decreased significantly with increased salt stress. The amount of reduced glutathione (GSH) and glutathione disulfide (GSSG) and the GSH/GSSG ratio increased with an increase in the level of salt stress. The glutathione S-transferase (GST) activity increased significantly with severe salt stress (300 mM). The ascorbate peroxidase (APX), monodehydroascorbate reductase (MDHAR), dehydroascorbate reductase (DHAR), catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GPX) activities did not show significant changes in response to salt stress. The glutathione reductase (GR), glyoxalase I (Gly I), and glyoxalase II (Gly II) activities decreased upon the imposition of salt stress, especially at 300 mM NaCl, with a concomitant increase in the $H_2O_2$ and lipid peroxidation levels. Exogenous NO pretreatment of the seedlings had little influence on the nonenzymatic and enzymatic components compared to the seedlings of the untreated control. Further investigation revealed that NO pre-treatment had a synergistic effect; that is, the pre-treatment increased the AsA and GSH content and the GSH/GSSG ratio, as well as the activities of MDHAR, DHAR, GR, GST, GPX, Gly I, and Gly II in most of the seedlings subjected to salt stress. These results suggest that the exogenous application of NO rendered the plants more tolerant to salinity-induced oxidative damage by enhancing their antioxidant defense and MG detoxification systems.

• 한국환경농학회지
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• 제18권3호
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• pp.259-264
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• 1999

오존의 처리에 의한 식물체의 항산화 제거 시스템에 관여하는 항산화효소의 활성도 변화를 조사한 결과는 다음과 같다.저분자(低分子)의 항산화물질(抗酸化物質)인 아스코브산은 은하콩과 삼남콩 공히 오존의 노출시간(露出時間)이 길어질수록 서서히 감소(減少)하는 경향(傾向)을 보였으며 환원형(還元形) 글루타치온의 함량변화(含量變化)는 은하콩에서는 거의 증가가 없었으나 삼남콩의 경우는 오존처리 1시간 이후(以後)부터 상당한 증가(增加)가 있었다. Ascorbate peroxidase의 활성도(活性度)는 은하콩에서는 오존처리 초기(初期)부터 서서히 증가(增加)하는 경향(傾向)을 보였으나 삼남콩의 경우는 처리 4시간 이후에 급격하게 증가하는 경향(傾向)을 보였다. Glutathione reductase활성도(活性度)는 은하콩은 오존처리 3시간까지는 서서히 증가(增加)하다가 그 이후(以後)에 급격(急激)하게 증가(增加)하는 경향(傾向)이었으며, 삼남콩은 활성증가(活性增加)가 뚜렷하지 않았다. Dehydroascorbate reductase의 활성도(活性度)는 두 품종(品種) 공히 오존처리시 대조구(對照區)보다 활성(活性)이 낮게 나타났으며 처리 3시간 이후(以後)부터 활성(活性)이 크게 감소(減少)하였다. Monodehydrosascorbate reductase는 두 품종(品種) 공히 처리초기부터 활성증가(活性增加)가 뚜렷하게 나타났다. 삼남콩의 경우에는 2시간 처리(處理)시 급격(急激)한 증가(增加)를 보이다가 일정(一定)하게 유지(維持)되는 경향(傾向)을 나타내었다. 은하콩의 Ascorbate peroxidase 동위효소(同位酵素)의 패턴변화는 0.2ppm의 오존의 처리(處理)시 5개의 활성 밴드가 확인되었고 Rf 0.18위치의 밴드가 새로 형성되었으며 Rf 0.38의 밴드가 약해지며 0.48위치의 활성 밴드가 강하게 나타났다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제42권3호
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• pp.246-251
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• 1999

대두에서 수분스트레스시의 생화학적 변화를 확인하기 위하여 수분의 부족과 담수시의 항산화효소의 활성도 변화를 조사한 결과는 다음과 같다. Ascorbate peroxidase(APOX)의 활성은 수분부족 처리시에 은하콩에서는 4일째 까지는 완만한 증가를 보이다가 그 이후에는 급격히 감소하였고, 큰올콩에서는 완만한 감소를 보였다. 담수처리시 은하콩이 2일째까지 활성이 50%이상 증가하다가 점차 감소하는 경향이었다. 수분부족 처리시에 glutathione reductase 활성은 은하콩과 큰올콩 모두 급격한 감소를 보였으며, 처리후 5일째에 90%이상 감소하였고, 담수처리시에는 초기 4일(日)까지 계속적인 감소를 보이다가 그 이후에는 일정한 수준을 유지하였다. Dehy-drascorbate reductase 활성은 두품종 공히 4일(日) 이후에 급격하게 감소하는 경향이었으나 담수처리시 은하콩에서 2일째에 70%이상 증가하다가 그 이후에는 거의 일정(一定)한 수준을 유지하였다. Monodehydroascorbate reductase 활성은 은하콩의 경우는 4일째와 2일째에 각각 급격한 감소를 보이다가 그 이후에는 거의 일정하게 유지되었으며, 큰올콩은 수분부족 처리시에 완만한 감소를 보이나 담수처리시에는 활성변화가 거의 없었다. 아스코브산과 환원형 글루타치온의 함량은 수분부족 처리시 대조구에 비해 두 품종 모두 감소하였고, 담수 처리시는 4일째까지는 담수처리가 수분부족 처리보다 더 크게 감소하다가 그 이후에는 회복되었다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제33권3호
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• pp.159-166
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• 2013

We have previously investigated the proteome changes of rice leaves under heat stress (Lee et al. in Proteomics 2007a, 7:3369-3383), wherein a group of antioxidant proteins and heat shock proteins (HSPs) were found to be regulated differently. The present study focuses on the biochemical changes and gene expression profiles of heat shock protein and antioxidant genes in rice leaves in response to heat stress ($42^{\circ}C$) during a wide range of exposure times. The results show that hydrogen peroxide and proline contents increased significantly, suggesting an oxidative burst and osmotic imbalance under heat stress. The mRNA levels of chaperone 60, HSP70, HSP100, chloroplastic HSP26, and mitochondrial small HSP responded rapidly and showed maximum expression after 0.5 or 2 h under heat stress. Transcript levels of ascorbate peroxidase (APX), dehydroascorbate reductase (DHAR) and Cu-Zn superoxide dismutase (Cu-Zn SOD) showed a rapid and marked accumulation upon heat stress. While prolonged exposure to heat stress resulted in increased transcript levels of monodehydroascorbate reductase, peroxidase, glyoxalase 1, glutathione reductase, thioredoxin peroxidase, 2-Cysteine peroxiredoxin, and nucleoside diphosphate kinase 1, while the transcription of catalase was suppressed. Consistent with their changes in gene expression, the enzyme activities of APX and DHAR also increased significantly following exposure to heat stress. These results suggest that oxidative stress is usually caused by heat stress, and plants apply complex HSP- and antioxidant-mediated defense mechanisms to cope with heat stress.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.229-229
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• 2022

Rapeseed is a crop that is waterlogging sensitive, and it is necessary to breed waterlogging tolerance varieties. Our study presents the comparative transcriptome changes in two rapeseed lines, i.e., waterlogging-tolerant (tJ8634-B-30,) and - sensitive ('EMS26') lines under control and waterlogging stress treatments at the flowering stage. RNA-sequencing analysis revealed 13,279 differentially expressed genes (DEGs) for 'J8634-B-30' and 8,682 DEGs for 'EMS26' under waterlogging stress condition compared to control. Among DEGs of 'J8634-B-30', 6,818 were up-regulated and 6,461 were down-regulated. On the other hand, among the DEGs of 'EMS26', the number of down-regulated genes (5,240) were higher than that of up-regulated genes (3,442). Gene ontology enrichment analysis showed that DEGs related to glucan metabolic, cell wall, and oxidoreductase activity were significantly changed in 'J8634-B-30'. Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG)-based analysis in 'J8634-B-30' identified up-regulated DEGs being involved in MAPK signaling pathways. In addition, the DEGs belonging to mechanisms responding to waterlogging stress, i.e., plant hormones, carbon metabolism, Reactive oxygen species (ROS), Nitric oxide (NO) etc. were compared in rapeseed lines. Several DEGs including ethylene-responsive transcription factor (ERF), constitutive triple response (CTR) (in ethylene signaling pathway), monodehydroascorbate Reductase (MDAR), NADPH oxidase (in ROS pathway), cytochrome c oxidase assembly protein (COX) (in NO pathway) up-regulated in 'J8634-B-30'. These outcomes provided the valuable information for further exploring the genetic mechanism of waterlogging tolerance in rapeseed.

• 한국작물학회지
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• 제42권1호
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• pp.79-88
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• 1997

Protoporphyrinogen oxidase(Protox) 저해형 제초제로 알려진 oxyfluorfen(OF), acifluorfen(AF), bifenox(BF) 및 oxadiazon(OD)에 대해 밀이 보리보다 특이적으로 내성을 보인 요인이 이들 제초제 처리로 인하여 발생된 singlet oxygen을 무독화할 수 있는 항산화효소 및 항산화제의 능력 차이와 Protox 저해에 의한 protoporphyrin Ⅸ(PPIX)의 축적량에 기인하는지를 알아 보고자 하였다. 내성을 보인 밀과 감수성을 보인 보리에 OF, AF, BF 및 OD을 $10^{-6}$ M로 침지처리후 광에 2, 4, 6 및 8시간 경과후에 항산화효소 활성 변화를 본 결과, 이들 네 가지 약제 처리 후 monodehy-droascorbate reductase(MDAR), catalase(CAL) 및 superoxide dismutase(SOD)의 활성은 밀보다 보리에서 활성의 감소폭이 컸다. POX 활성은 OF 처리후 단지 8시간에만 밀보다 보리에서 활성이 적었을 뿐, 그밖의 AF, BF 및 OD 처리에서는 차이가 없었다. GR활성은 4약제 처리후 시간이 경과될수록 활성이 증가하였으나, 밀과 보리간에 활성의 차이는 없었다. 네 가지 약제 처리 후 항산화제인 vitamin C 함량은 밀보다 보리에서 함량 감소가 컸었다. Vitamin E는 OF처리에서만 밀이 보리보다 함량 감소가 적었을 뿐 그 밖의 약제에 대해서는 차이가 없었다. 그리고 carotenoid 함량은 AF처리에서만 밀이 보리보다 함량 감소가 적었을 뿐 그 밖의 약제에 대해서는 차이가 없었다 Glutathione(GSH, GSSG) 함량은 네 가지 약제처리 모두 밀보다 보리에서 함량이 많았다. 이들 약제 처리후 PPIX 축적량은 밀보다 보리에서 많았고, 특히 OF및 AF 처리에서는 각각 밀보다 보리에서 2.3배 및 1.3배가 더 많이 축적되었다.