• 제목/요약/키워드: proline accumulation

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Comparative Response of Callus and Seedling of Jatropha curcas L. to Salinity Stress

  • Kumar, Nitish;Kaur, Meenakshi;Pamidimarri, D.V.N. Sudheer;Boricha, Girish;Reddy, Muppala P.
    • Journal of Forest and Environmental Science
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    • 제24권2호
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    • pp.69-77
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    • 2008
  • Jatropha curcas L. is an oil bearing species with many uses and considerable economic potential as a biofuel crop. Salt stress effect on growth, ion accumulation, contents of protein, proline and antioxidant enzymes activity was determined in callus and seedling to understand the salt tolerance of the species. Exposure of callus and seedling to salt stress reduced growth in a concentration dependent manner. Under salt stress Na content increased significantly in both callus and seedling whereas, differential accumulation in the contents of K, Ca, and Mg was observed in callus and seedling. Soluble protein content differed significantly in callus as compared to seedling, however proline accumulation remained more or less constant with treatments. The proline concentration was ~2 to 3 times more in callus than in seedling. Salt stress induced qualitative and quantitative differences in superoxide dismutase (SOD; E.C. 1.15.1.1) and peroxidase (POX; E.C. 1.11.1.7) in callus and seedling. Salt induced changes of the recorded parameters were discussed in relation to salinity tolerance.

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봄무우 유식물에서 카드뮴 운반계와 Proline 농도 변화의 분석 (Analysis of the Transport System of Cadmium and the Change of Proline Content in Spring Radish Young Plant)

  • 박선영;박면용;조봉희
    • 분석과학
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    • 제9권2호
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    • pp.134-138
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    • 1996
  • 봄무우 유식물에서 $Cd^{2+}$ 은 자엽, 줄기와 뿌리에서 그의 독특한 운반자를 통해서 세포 내로 수송되었다. $Cd^{2+}$의 수송은 대사 방해물질인 DNP에 의해 방해되었다. $Cd^{2+}$의 운반자에 대한 $K_m$ 값은 자엽은 0.77ppm, 줄기는 1.72ppm, 뿌리는 0.33ppm이고, $V_{max}$는 자엽에서 $400ppm{\cdot}h^{-1}{\cdot}g{\cdot}fresh\;weight^{-1}$, 줄기에서는 $313ppm{\cdot}h^{-1}{\cdot}g{\cdot}fresh\;weight^{-1}$, 뿌리에서는 $606ppm{\cdot}h^{-1}{\cdot}g{\cdot}fresh\;weight^{-1}$이다. 봄무우 유식물에서 $Cd^{2+}$은 세포내에 proline의 축적을 유도시키지 못했다. 그러므로 세포내에 proline의 축적을 환경오염의 척도로 사용할 수 없다.

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Enhanced proline accumulation and salt stress tolerance of transgenic indica rice by over-expressing P5CSF129A gene

  • Kumar, Vinay;Shriram, Varsha;Kishor, P.B. Kavi;Jawali, Narendra;Shitole, M.G.
    • Plant Biotechnology Reports
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    • 제4권1호
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    • pp.37-48
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    • 2010
  • [ ${\Delta}^1$ ]pyrroline-5-carboxylate synthetase (P5CS) is a proline biosynthetic pathway enzyme and is known for conferring enhanced salt and drought stress in transgenics carrying this gene in a variety of plant species; however, the wild-type P5CS is subjected to feedback control. Therefore, in the present study, we used a mutagenized version of this osmoregulatory gene-P5CSF129A, which is not subjected to feedback control, for producing transgenic indica rice plants of cultivar Karjat-3 via Agrobacterium tumefaciens. We have used two types of explants for this purpose, namely mature embryo-derived callus and shoot apices. Various parameters for transformation were optimized including antibiotic concentration for selection, duration of cocultivation, addition of phenolic compound, and bacterial culture density. The resultant primary transgenic plants showed more enhanced proline accumulation than their non-transformed counterparts. This proline level was particularly enhanced in the transgenic plants of next generation ($T_1$) under 150 mM NaCl stress. The higher proline level shown by transgenic plants was associated with better biomass production and growth performance under salt stress and lower extent of lipid peroxidation, indicating that overproduction of proline may have a role in counteracting the negative effect of salt stress and higher maintenance of cellular integrity and basic physiological processes under stress.

Effects of salicylic acid on growth and proline of cucumber seedlings

  • Kim, Tae-Yun;Lee, Gui-Soon;Jin, Sun-Young;Hong, Jung-Hee
    • 한국환경과학회:학술대회논문집
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    • 한국환경과학회 2002년도 봄 학술발표대회 발표논문집
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    • pp.465-467
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    • 2002
  • The effects of salicylic acid (SA) on growth and proline were investigated in cucumber seedlings. Exogenous application of SA(100 uM - 1mM) led to a noticeable decrease in root and shoot growth, and dry weights of seedlings. Anatomical observation on leaf anatomy of cucumber revealed that the thickness of all leaf tissue components decreased in SA-treated plants. The effect was most promounced on the width of the adaxial epidermis. In the separate and simultaneous effects of SA and water deficit induced by PEG on growth and proline accumulation, the water deficit treatments had greater effects on growth traits and proline content than SA. Combinations of SA and PEG decreased dry matter and root length, and resulted in higher proline in both shoots and roots than SA stress alone. Shoots had higher proline than roots.

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Effect of Exogenous Proline on Metabolic Response of Tetragenococcus halophilus under Salt Stress

  • He, Guiqiang;Wu, Chongde;Huang, Jun;Zhou, Rongqing
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제27권9호
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    • pp.1681-1691
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    • 2017
  • This study investigated the effect of proline addition on the salt tolerance of Tetragenococcus halophilus. Salt stress led to the accumulation of intracellular proline in T. halophilus. When 0.5 g/l proline was added to hyperhaline medium, the biomass increased 34.6% (12% NaCl) and 27.7% (18% NaCl) compared with the control (without proline addition), respectively. A metabolomic approach was employed to reveal the cellular metabolic responses and protective mechanisms of proline upon salt stress. The results showed that both the cellular membrane fatty acid composition and metabolite profiling responded by increasing unsaturated and cyclopropane fatty acid proportions, as well as accumulating some specific intracellular metabolites (environmental stress protector). Higher contents of intermediates involved in glycolysis, the tricarboxylic acid cycle, and the pentose phosphate pathway were observed in the cells supplemented with proline. In addition, addition of proline resulted in increased concentrations of many organic osmolytes, including glutamate, alanine, citrulline, N-acetyl-tryptophan, and mannitol, which may be beneficial for osmotic homeostasis. Taken together, results in this study suggested that proline plays a protective role in improving the salt tolerance of T. halophilus by regulating the related metabolic pathways.

저온 스트레스에 의한 호박 식물체내 삼투조절물질의 축적 (Responses in Osmolyte Accumulation to Chilling Stress in Cucurbits Plants)

  • 강남준;조명환;최영하;엄영철
    • 생물환경조절학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.303-308
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    • 2007
  • 저온 스트레스에 대한 호박의 생육과 식물체 내 삼투조절 물질의 반응을 분석한 결과, 삼투조절물질의 축적은 저온에 대한 내성 증가에 큰 영향을 미쳤다. 가용성 당은 저온에 강한 품종보다는 저온에 약한 품종에서 축적량이 많았다. 저온 처리 시 proline은 대조구에 비해 저온에 강한 품종과 약한 품종에서 모두 증가하는 경향을 보였다. 그러나 저온에 대한 내성에 따라 축적량에는 차이가 뚜렷하였는데, 저온 처리 후 20일째의 proline축적량은 대조구에 비해 저온에 약한 품종에서는 22배 증가하였고, 저온에 강한 품종에서 는 26.6배 증가하였다. 또한 저온에 약한 품종에서는 glycine betaine이 축적되지 않았지만, 강한 품종에서는 대조구에 비해 1.9배의 증가를 보였다. Glycine betaine을 엽면 처리하면 두 품종 모두 저온에 대한 내성이 증가하였는데, 이는 체내에 glycine betaine의 축적과 밀접한 관계가 있었다.

Expression of Bacillus subtilis proBA Genes and Reduction of Feedback Inhibition of Proline Synthesis Increases Proline Production and Confers Osmotolerance in Transgenic Arabidopsis

  • Chen, Mingqing;Wei, Hongbo;Cao, JunWei;Liu, Ruijie;Wang, Youliang;Zheng, Congyi
    • BMB Reports
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    • 제40권3호
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    • pp.396-403
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    • 2007
  • Proline accumulation has been shown to correlate with tolerance to drought and salt stresses in plants. We attempt to introduce the wild-type, mutant, and fusion proBA genes derived from Bacillus subtilis into Arabidopsis thaliana under the control of a strong promoter cauliflower mosaic virus 35S (CaMV35S). The transgenic plants produced higher level of free proline than control and the overproduction of proline resulted in the increased tolerance to osmotic stress in transgenic plants. Besides, the mutation in proBA genes, which were proved to lead $\alpha$-glutamyl kinase ($\alpha$-GK) reduces sensitivity to the end-product inhibition and the fusion of proB and proA also result in increasing proline production and confer osmotolerance in transgenic lines.

라지 팻치에 감염된 잔디에서 프롤린과 암모니아의 축적 (Proline and Ammonia Accumulation in the Zoysiagrass Infected with Large Patch)

  • 김대현;이복례;이재식;이명;김태환
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.37-44
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    • 2007
  • 병원균 감염에 의한 식물체내 프롤린과 암모니아의 농도 변화와 그것의 스트레스 생리학적 의미를 구명하기 위하여 Rhizoctonia spp.를 처리 후 라지 펫치에 감염된 잔디의 생육 및 관련 화학적 성분을 감염이 되지 않은 대조구와 비교하였다. 라지 펫치에 감염된 잔디의 뿌리의 건사율은 대조구에 비해 약 30% 증가하였다. 가용성 단백질 농도는 병원균 처리후 6일째 잎의 경우를 제외하고는 라지 펫치 감염에 따른 유의적인 영향이 없었다. 암모니아 농도 역시 라지 펫치에 감염된 잎과 줄기에서 공히 유의적으로 증가하였다. 프롤린 농도는 잎과 뿌리에서 대조구에 비해 각각 3.4 및 4.5배 증가하였다. 이러한 결과들은 잔디에 있어 병원균 감염에 따른 프롤린의 축적은 스트레스 강도를 나타내는 민감한 표지물질로서 의미가 있음을 제시한다.

주요작물의 한발저항성에 관한 연구 제2보 맥류 유묘기의 수분부족이 질산환원효소 및 단백질 분해효소의 활성변화와 유리 Proline의 축적에 미치는 영향 (Studies on the Drought-Resistance of Major Food Crops II. Effect of Water Stress on the Activity of Nitrate Reductase and Protease, and the Accumulation of Free Proline in Barley and Wheat at Seedling Stage)

  • 최원열;민경수
    • 한국작물학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.60-65
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    • 1982
  • 맥류의 한발저항성 반응과 정도 그리고 저항생리적 기작을 구명하기 위하여 발아후 10일된 유묘기(본엽 3매시)에 8일간 단수처리를 하여 질산환원효소와 단백질분해효소의 활성변화 그리고 proline축적을 조사하였던 바 그 결과는 다음과 같다. 1. 전품종의 평균 감소율은 질산환원효소의 활성이 42%이였으며 단백질분해효소의 활성은 73%였으며, 이에 반하여 proline은 대조구에 비하여 단수구가 무려 10배나 증가하였다. 2. 질산환원효소의 활성감소율을 맥종별로 보면 소맥 < 호맥 < 대맥 < 2조대맥ㆍ과맥의 순으로 소맥이 가장 낮았다. 3. 단백질분해효소의 활성감소율을 맥종별로 보면 소맥 < 호맥 < 이조대맥 < 대맥 < 과맥의 순으로 소맥이 높고 과맥이 가장 낮았다. 4. 단수구의 proline의 축적색대량을 맥종별로 보면 소맥 < 대맥 < 호맥 < 과맥 < 이조대맥의 순으로 소맥과 대맥이 높았으며, 대조구에 대한 단수구의 증가비는 호맥(13배) > 소맥ㆍ대맥(11배) > 과맥(9배) > 이조대맥(7배)의 순으로 호맥이 가장 높았다. 5. 한발저항성 과정에서 효소적 및 생리적 대사작용의 관점에서 볼 때 소맥 > 호맥 > 대맥 > 과맥 > 이조대맥의 순으로 한발저항성이 강한 것으로 추정된다.

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