CaPIK1은 RLCK과 높은 유사성을 가진 단백질로, 이 연구에서는 \( \mathrm { CO } _ { 2 } \) 농도에 따른 CaPIK1 유전자의 발현 패턴을 분석한 결과 400ppm과 800ppm 일 경우 대조구와 처리구 모두 약 4배 높게 발현되었다. \( \mathrm { CO } _ { 2 } \) 농도에 따른 CaPR10 유전자의 발현은 \( \mathrm { CO } _ { 2 } \) 농도 \( 400 \mathrm { ppm } \)의 무처리구에서는 CaPR10 유전자가 발현되지 않았으나, X. euvesicatoria 처리구에서는 \( 5.7 \times 10 ^ { 3 } \) molecule \( \cdot \mathrm { copy } / \mu \mathrm { l } \)가 발현되는 양상을 보였다.
<h2>\( \mathrm { CO } _ { 2 } \) 농도 상승 조건에서의 CaPIK1 유전자 발현 양상</h2> <p>CaPIK1은 RLCK (receptor-like cytoplasmic protein kinase)와 높은 유사성을 가진다. RLCK는 식물에서만 발견되는 독특한 단백질로 알려져 있다. 본 연구에서 \( \mathrm { CO } _ { 2 } \) 농도에 따른 CaPIK1 유전자의 발현 패턴을 분석한 결과 400 \( \mathrm { ppm } \) 일 경우 대조구에서는 \( 3.3 \times 10 ^ { 2 } \) molecule \( \cdot \mathrm { copy } / \mu \mathrm { l } \), \( 1.3 \times 10 ^ { 3 } \) molecule \( \cdot \mathrm { copy } / \mu \mathrm { l } \) 처리구에서는 구에서 약 4배 높게 발현되었다. \( 800~ \mathrm { ppm } \)일 경우 대조구는 \( 6.6 \times 10 ^ { 2 } \) molecule \( \cdot \mathrm { copy } / \mu \mathrm { l } \) 처리구에서는 \( 9.8 \times 10 ^ { 2 } \) molecule \( \cdot \mathrm { copy } / \mu \mathrm { l } \)로 약 1.4배 높게 발현되었다(Fig. 3). 각 \( \mathrm { CO } _ { 2 } \) 농도의 무처리구만 비교하면 \( 400 \mathrm { ppm } \) 보다 \( 800 \mathrm { ppm } \) 에서 2배 정도 발현량이 증가하였지만, X. euvesicatoria가 접종 된 처리구에서는 발현량이 \( 30 \% \) 정도 감소하였다. Kim 등의 연구에 따르면 X. campestris pv. vesicatoria에 의해 감염 초기 단계에서 고추 식물체 내 높은 수준의 CaPIK1 유전자가 발현되었으며 이 결과는 CaPIK1 단백질이 병원균 침입에 대한 고추 식물의 방어 반응과 연관된 것이라는 결과와 유사하다. 즉, \( 400~ \mathrm { ppm } \) 에서 대조구와 비교해 처리구에서의 발현양이 증가한 것은 X. euvesicatoria에 의한 고추 식물의 방어 반응에 대한 결과이며, \( 800~ \mathrm { ppm } \)의 \( X \). euvesicatoria 처리구는 \( 800~ \mathrm { ppm } \) 의 대조구보다는 발현 양이 높지만 \( 400 ~ \mathrm { ppm } \)의 처리구보다 낮게 발현되었기 때문에 \( 400~ \mathrm { ppm } \) 보다 \( 800~ \mathrm { ppm } \)에서 X. euvesicatoria에 의한 식물체의 방어 반응이 낮아질 것이라 예상된다.</p> <h2>\( \mathrm { CO } _ { 2 } \) 농도 상승 조건에서의 CaPR10 유전자 발현 양상</h2> <p>\( \mathrm { CO } _ { 2 } \) 농도에 따른 CaPR10 유전자의 발현 양상은 Fig. 4와 같다. \( \mathrm { CO } _ { 2 } \) 농도 \( 400 \mathrm { ppm } \)의 무처리구에서는 CaPR10 유전자가 발현되지 않았으나, X. euvesicatoria 처리구에서는 \( 5.7 \times 10 ^ { 3 } \) molecule \( \cdot \mathrm { copy } / \mu \mathrm { l } \)가 발현되었다. \( 400~ \mathrm { ppm } \)과 \( 800~ \mathrm { ppm } \)의 처리구간 비교 결과 \( 800~ \mathrm { ppm } \)에서 발현량이 \( 10 \% \) 감소하였으며 이는 CaLRR1, CaWRKY1, CaPIK1과 같은 양상을 보인다. 다른 유전자 발현과 차별되는 결과는 \( 800~ \mathrm { ppm } \)에서의 무처리구와 처리구의 발현 양상이다. 무처리구에서의 발현량은 \( 7.2 \times 10 ^ { 3 } \) molecule \( \cdot \mathrm { copy } / \mu \mathrm { l } \), 처리구에서는 \( 5.1 \times 10 ^ { 3 } \) molecule \( \cdot \mathrm { copy } / \mu \mathrm { l } \)로 다른 유전자와는 다르게 무처리구에서의 CaPR10의 발현이 더 높았다. 유도성 방어 유전자인 PR10 유전자는 salicylic acid, ethylene 같은 저분자의 물질 또는 암(dark) 상태나 가뭄의 환경적 스트레스에 의해서 유도가 된다. 같은 조건의 1일차 고추 식물체 샘플에서도 무처리구의 CaPR10 유전자 발현이 처리구의 발현보다 높았던 것과 \( 35 ^ {\circ } \mathrm { C } \)에서 같은 조건으로 실험했을 때도 유사한 결과(data not shown)가 나왔던 것을 감안한다면 CaPR10 유전자가 \( \mathrm { CO } _ { 2 } \)의 농도에 영향을 받는 것으로 추측할 수 있다. 하지만, 현재까지 \( \mathrm { CO } _ { 2 } \)와 CaPR10에 대한 연구가 부족한 실정이기 때문에 앞으로 더 많은 연구가 필요할 것으로 판단된다.</p>