오존 처리된 대두 종자에서, 배유세포의 세포질은 인삼의 배유와 유사하게 스페레조옴과 단백과립으로 구성되어 있다. 단백과립은 종자의 발아와 배 성장에 필요한 에너지원으로 알려져 있지만, 그 형성과 분해과정, 화학적 성분은 아직 완전히 밝혀지지 않았다. 배유세포가 분화됨에 따라 세포 내의 산성 인산효소 활성이 증가하여 단백과립이 다양하게 분해되는 양상을 보인다. Melroy와 Jones는 종자 발아과정에서 산성 인산효소가 골지체를 통해 세포 외부로 방출되고, Jones는 이 효소가 골지체와 소포체에 의해 합성되며 세포 내 이동에 관여한다고 보고했다. 72시간 이후 배유세포에서는 퇴행과정이 시작되어 스페레조옴과 단백과립이 분해된다. 식물 세포의 분화과정에서는 액포가 발달하며, 세포질 내의 다층막성 구조인 myelin figures, membrane complex, cytolysomes, multivescular body 등은 액포형성과 관련이 있다. 이러한 구조는 원형질막의 함입으로 분화되거나 세포질 내에서 활면 소포체가 일부를 분리하여 다층막성계로 분화되어 액포 내로 이동하여 자식성 소화과정을 거치거나 1차 액포가 확장되거나 2차 액포가 형성되는 과정으로 알려져 있다.
<h1>결과 및 고찰</h1> <p>오존수를 처리한 후 대두 종자에서 배유세포의 세포질은 인삼의 배유에서 보는 바와 같이 대부분 스페레조옴(spherosome)과 단백과립(protein body)으로 구성되어 있다(Fig. 1A, IB, 2). 식물 종자가 성숙함에 따라 배유세포내의 지질과립은 화학적 조성과 형태학적인 특성에 따라 저장지방, 지질소낭, 유적, oleosome, 지질체 및 mitosome, 스페레조옴 둥으로 다양하게 불리워지고 있으므로, 지질과립에 대한 연구는 앞으로 더욱 추구하여야 될 것 같다. 단백과립은 전자밀도가 높은 무정형의 물질과 전자밀도가 낮은 단백질성 기질(Fig. IB)로 된 것으로 나타났다. 단백과립은 종자의 배 성장에 필요한 에너지원으로 알려지고 있으나 이들의 형성과 분해과정 및 화학적인 성분은 현저하게 밝혀져 있지 않다.</p> <p>Kim은 콩나물에 오존수를 처리하면 성장이 촉진되고, 재배기간도 단축된다고 하였는데, 대두를 오존처리한 후 발아 초기에 배유세포내에서 스페레조옴과 단백과립 주위에는 세포소기관이 거의 나타나지 않았으나(Fig. 1A, IB),\( 0.5 \mathrm{ppm} \)의 오존수를 처리하여 12시간 발아시킨 배유세포에서는 소포체에서 acid phosphatase활성이 나타났다(Fig. 2). 이러한 현상은 오존수를 처리하면 종자의 생육이 대조군보다 빠르게 나타나는 것으로 여겨진다.</p> <p>\( 0.1 \mathrm{ppm} \)의 오존을 처리하여 24시간 배양한 배유세포에는 색소체, 소포체, 스페레오좀이 나타났고(Fig. 3A), 효소 활성 (Fig. 3B)은 소포체에서 나타났다.\( 0.3 \mathrm{ppm} \)의 오존수를 24시간 처리한 배유세포의 세포질, 소포체, 원형질막, 단백과립 등에서 효소 활성이 나타났는데(Fig. 3C, 3D), 이것은 Van der Wilden과 Herman의 견해와 일치하나 Jones은 이외에도 스페레조옴에 활성이 나타나는 것으로 보고되어 있다.</p> <p>Shigezo와 Ichizo[31]은 콩나물이 발아할 때 오존을 처리하면 superoxide dismutase(SOD) 활성을 촉진하여 체내의 생육을 저해하는 과산화물을 분해시킨다고 하였다. 김은 오존수를 처리하면 24~36시간에서 SOD 활성이 높다고 하였다.</p> <p>배유세포가 분화됨에 따라 세포내 acid phsphatase의 활성이 나타나면서 단백과립은 다양하게 분해되는 양상을 보여 전자밀도가 다르게 나타났는데(Fig. 3C, 3E), Melroy와 Jones는 종자 발아과정에서 acid phosphatase는 골지체를 통해 세포외부로 방출하고, Jones는 이 효소가 골지체와 소포체에 의하여 합성되고, 세포내 이동에 관여한다고 보고하였다. 이와 같이 대두의 배유세포에서도 저장물질이 분해됨에 따라 세포소기관에 acid phosphatase 활성이 나타나는 것으로 보아 이 효소는 저장물질의 분해와 이동과정에 관련되어 있는 것으로 사료된다. Acid phosphatase의 활성은 단백과립과 그 함유물내, 구상체의 주요성분인 phytin 주변 또는 단백과립의 구상체에 산재되어 있고, Jelsema 등은 호분층의 스페레조옴에서 acid phosphatase의 활성이 나타난다고 하였다.</p> <p>배유세포가 점차 분화됨에 따라 세포질은 충만하였고, 세포소기관도 증가하기 시작하였다(Fig. 3D, 3F.). 또한 액포내에는 acid phosphatase의 반응 산물이 축적되어 있었다(Fig. 3F, 4A). \( 0.5 \mathrm{ppm} \)의 처리에서 36시간 배양시킨 배유세포에서는 스페레조옴에 acid phosphatase 활성이 나타나고(Fig. 4C), 다른 한편에서는 이 효소의 분해산물도 관찰되었다.</p> <p>분화하고 있는 배유세포에 존재하는 색소체는 종, 부위에 따라 틸라코이드가 내포된 엽록체, 단백질형성체 및 색소체내 osmiophilic body가 나타난다고 보고되고 있다. \( 0.1 \mathrm{ppm} \)의 오존수 처리구에서 24시간 배양한 후의 세포 에서는 색소체, 소포체 둥이 나타났을 뿐(Fig. 2, 3A, 3B) 그 외의 세포소기관은 관찰되지 않았다. 대두의 색소체내에는 분화되어 있지 않은 라멜라만 나타나고, 전분립은 전혀 나타나지 않았는데(Fig. 3A), 김 등은 인삼의 배유세포에서도 전분립은 전혀 나타나지 않았고, 배의 유근부, 배축 및 자엽의 외연부 세포에는 전분을 함유한 색소체가 나타난다고 하였다.</p> <p>오존을 처리하여 48시간 한 배유세포에서는 스페레조옴과 단백과립이 분해되기 시작하여 액포내 그 분해산물이 나타나고(Fig. 5A), 신장된 소포체(Fig. 5C)와 현저한 핵이 나타났다(Fig. 5D).</p> <p>72시간 배유세포에서는 퇴행과정이 진행되어 스페레조옴과 단백과립이 분해되기 시작하였다. 대두에서 처음에 배는 신장하였으나 배와 인접한 배유세포들은 계속 분해 • 소실되어 배유의 크기는 점차 감소되어 배가 발달하는데 양분공급의 역할을 수행하고 있음을 보여준다.</p> <p>액포내에는 팽창한 미토콘드리아가 나타나고(Fig. 6A, 6E), 신장된 소포체(Fig. 6D)가 나타났다. Bhatanagar과 Sawhney는 목화속, 냉이속 등이 수정한 후 배유세포내의 미토콘드리아에서는 분화되지 않은 크리스테를 가지고 있다고 하 였다. 이와 같이 크리스테가 팽창하는 것은 세포내의 생화학적 활성에 기인한 것으로 사료된다.</p> <p>식물세포의 분화과정에서는 액포가 발달하는데 세포질에서 myelin figures, membrane complex, cytolysomes, multivescular body등으로 알려진 다층막성구조는 액포형성과 밀접한 관계가 있고, 이 구조는 원형질막의 함입으로 분화되는 경우와 세포질내에서 활면소포체가 세포질의 일부를 분리시켜 다층막성계로 분화하여 액포내로 유리되어 자식성 소화과정을 거쳐 1차 액포가 확장되거나 또는 2차 액포가 형성되는 것으로 알려지고 있다. 내두의 액포내에는 전자밀도가 높은 동심원상의 막성 구조물인 다층막성 구조가 세포질에서 유리된 것으로 보인다 (Fig- 6B).</p> <p>\( 0.3 \mathrm{ppm} \)의 오존을 처리하여 72시간 배양한 배유세포에서는 현저한 인이 내포된 커다란 핵이 나타나고, 핵 주위에 는 소포체가 나타난다(Fig. 61). 배유세포내에서는 색소체 나타났다. 액포 주위에는 acid phosphatase의 분해산물이 (Fig. 6F), 소포체(Fig. 6F, 6H, 6I), 미토콘드리아(Fig. 6G)가 관찰되었고, 분화중인 배유에서는 핵과 액포가 세포의 대부분을 차지하는데(Fig. 61), 이러한 현상은 대두의 배유가 퇴행과정을 거치는 것으로 여겨진다</p>