Tomato (Lycopersicon esculentum) seedlings exposed to various concentrations of $CdC1_2$ (0∼100 $\mu$M) in the nutrient solution for up to 9 days were analyzed with the seedling growth, $H_2O_2$ production, glutathione levels and activity changes of enzymes related to $H_2O_2$ removal. The growth of seedlings was inhibited with over 50 $\mu$M Cd, whereas the levels of $H_2O_2$ and glutathione were enhanced with Cd exposure level and time. Meanwhile, Cd exposure increased the activities of catalase (CAT) and glutathione reductase (GR) but decreased the activities of dehydroascorbate acid reductase (DHAR) and ascorbate peroxidase (APX) in both leaves and roots. These results suggest that the altered activities of antioxidant enzymes particularly involved in the $H_2O_2$ removal and the subsequent $H_2O$$_2$ accumulation could induce the Cd-induced phytotoxicity.
Phytotoxicity of the culture filtrate and culture conditions for the production of the phytotoxin by Exserohilum monoceras 92-044 were examined. The necrotic lesions were developed on the leaves of Echinochloa crus-galli within 48 hrs after inoculation of the culture filtrate, and the leaves were completely blighted within 5∼7 days. Maximum toxicity was found in the culture broth containing 20% V-8 juice. Phytotoxin accumulation and fungal growth reached their highest peak at around 11 days. Typical symptom appeared on the leaf of E. crus-galli within 48 hrs. Only a weak chlorosis appeared on rice, Arundinella hirta (THUNB) and henry crabgrass (Digitaria sanguinalis SCOP.), but no further symptom developed.
Apicidin is a cyclic tetrapeptide produced by some Fusarium species and is known to inhibit Apicomplexan histone deacetylase. The goals of this study were to determine species identity of Fusarium isolate KCTC16676, an apicidin producer, to improve a method for apicidin extraction, and to test phytotoxicity of apicidin and its analogs. We compared sequences of the translation elongation factor 1-alpha (TEF) gene in KCTC16676 with those from isolates representing diverse Fusarium species, which showed that KCTC16676 belongs to the F. semitectum-F. equiseti species complex. To enhance apicidin production, after culturing isolate KCTC16676 on a wheat medium for 3 weeks at $25^{\circ}C$, the culture was extracted with chloroform. Apicidins were purified through a reverse phase $C_{18}$ silica gel column, resulting in 5 g of apicidin, 200 mg of apicidin A, and 300 mg of apicidin $D_2$ from 4 kg of wheat cultures; this represents a significant yield improvement from a previous method, offers more materials to study the modes of its action, and facilitates the elucidation of the apicidin biosynthesis pathway. Apicidin and apicidin $D_2$ showed phytotoxicity on both seedlings and 2-week-old plants of diverse species, and weeds were more sensitive to apicidins than vegetables
나노기술이 발전하면서 나노 입자의 특성과 나노 독성에 대한 관심도 증가하고 있다. 그러나 나노 입자의 식물독성에 대한 연구는 부족하다. 본 연구에서는 Zn, ZnO 나노 입자의 각 농도 별로 오이 묘목을 수경 재배하여 식물독성을 조사하였다. 실험 결과, Zn, ZnO 나노 입자의 특성은 deionized water에서 보다 영양용액에서 응집이 더 일어났다. 오이 묘목의 생체량은 100 mg/L 이상에서 유의적으로 감소하였으며 독성은 $Zn^{2+}$> Zn> ZnO 나노 입자순으로 나타났다. TEM 사진 결과, Zn, ZnO 나노 입자는 뿌리 세포벽에 붙어 있었으며 뿌리 세포 내에서도 응집해 있는 것이 관찰되었다.
This study investigates effects of an aging period on arsenic (As) chemical forms in soils and phytotoxicity using artificially As-contaminated soils with a range of As concentrations (0-300 mg/kg) and aging periods (0 and 3 months). A sequential extraction procedure showed that the increasing As concentration in soils increased the ratio of non-specifically and specifically bound As, which are known to be bioavailable. This resulted in increasing As uptake by tomatoes with increasing As concentration (R2=0.87 for exponential fitting); however, the seed germination was not sensitive to the As concentrations of the soil samples. The seed germination was also statistically similar in the soils with 75 and 150 mg-As/kg regardless of the aging period. The time taken until the seed germination (i.e., lag phase), on the other hand, decreased from 10 d to 3 d with aging for 3 months. This can be attributed to the decreased amount of bioavailable As with aging. Overall, this study shows that when the toxic effects of the As-contaminated soils are assessed using tomato plants, it is better to use more sensitive methods than seed germination such as the As accumulation or the lag phase for seed germination.
달관평가결과(達觀評價結果)와 생장지표(生長指標)인 초장(草長), 분벽수(分蘗數) 및 건물중(乾物重) 변이(變異)에서는 다소 일치되지 않은 경향(傾向)으로 조사(調査)되었으나 공시약제(供試藥劑) 대부분(大部分)이 시비량(施肥量) 증대(增大)로 생육이상(生育異.常)이나 지연(遲延)이 더욱 현저하게 나타났다. 생장(生長)의 종합지표(綜合指標)인 건물중(乾物重)을 중심(中心)으로 평가(評價)한 결과(結果), pretilachlor는 모든 시비수준하(施肥水準下)에서 일률적으로 낮은 건물중(乾物重)을 나타내었으나, pyrazolate와 함께, 시비량 증대로 건물중 감소폭이 커지는 경향이었으며 bensulfuron-methyl은 무비수준(無肥水準)에서 오히려 회복이 빨랐으며 dimepiperate는 시비(施肥)에 관계없이 전반적(全般的)으로 안전성(安全性)이 유지되었다. 유기물시용(有機物施用)에 따른 제초제(除草劑) 약해반응(藥害反應)은, 시용량증대(施用量增大)로 약해(藥害)가 감소(減少)되는 경향(傾向)이었고, 특이한 것은 dimepiperate와 pyrazolate는 무시용구(無施用區)에서도 안전(安全)하였던 반면(反面) pretilachlor와 bensulfuron-methyl은 1000 Kg/10a 수준(水準)에서까지도 유의적(有意的)인 생육억제(生育抑制)가 되었다.
공시약제(供試藥劑) 모두가 천수조건하(淺水條件下)에서는 경미(輕微)한 정도(程度) 이상(以上)의 약해(藥害)가 있었으며, 특(特)히 bensulfuron-methyl은 3cm에서 그리고 pretilachlor는 1cm 천수(淺水)에서 약해(藥害)가 커졌으며 계량적(計量的)(초장(草長), 분벽수(分蘗數), 건물중(乾物重))으로는 처리후(處理後) 40일(日)까지도 생육억제(生育抑制)가 있었으나 달관적(達觀的)으로는 처리후(處理後) 15일(日) 경(傾)부터 빠른 회복을 나타내었다. 일당(日當) 감수심(減水深)이 증대(增大)됨으로써, 공시제초제(供試除草劑)의 전반적인 약해(藥害)가 증가(增加)되는 경향(傾向)이었으며, 특히 dimepiperate는 감수심(減水深)이 적은 곳에서의 초기생육(初期生育)에서만 다소의 생육지연(生育遲延)이 있었고 감수심(減水深)이 큰 사양토(砂壤土) 등지에서 사용(使用)이 제한(制限)되고 있는 bensulfuron-methyl은 어린묘(苗)의 경우, 감수심(減水深)과 관계없이 전반적(全般的)으로 높은 약해(藥害)를 나타내었다.
본 연구는 제초제인 alachlor이 가지는 선택성이 식물고유의 생화학적 차이에 기인한다는 가정하에, 이의 규명을 목적으로 수행하였다. 공시작물인 대두, 배추 및 피는 alachlor 수용액의 처리로 경중의 약해를 입었으며 그 피해는 해당식물의 glutathione 또는 homoglutathione 함량이 많을 수록 적었다. 비효소적 반응조건 하에서 가한 alachlor의 17.7%가 GS-alachlor conjugate로 전환됨을 관찰하였으며, 이어 수행한 공시작물의 유묘시험에서는 처리한 C-14 표지 alachlor이 단시간(24hrs)에 4∼5개의 수용성 대사물로 전환되 었으며, 주요대사물로 대두에서는 homoglutathione-alachlor, 깨, 배추 그리고 피에서는 glutathione-alachlor conjugates를 잠정적으로 확인하였다. 본 연구에서 채택한 3종의 공시식물의 경우, 식물체 내에서 glutathione (및 homoglutathione)과 alachlor와의 phase Ⅱreaction인 conjugation 반응이 해독반응으로 작용, alachlor의 선택성에 공헌하는 것으로 해석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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