19세기말부터 방사선은 의학분야와 농업분야에서 다양하게 이용되었으며, 저선량의 방사선이 생리활성을 촉진한다는 것이 증명되었다. 최근 많은 연구자들에 의해 저선량 방사선이 식물의 다양한 생리활성을 촉진함이 보고되고 있으며, 그 존재량의 차이는 있지만 지구상의 어느 곳에나 있으며 모든 생물은 일상생활 중에 항상 자연방사능에 노출되어 있다. 고선량의 방사선은 생물에 심각한 피해를 주지만, 저선량의 방사선은 생물의 진화와 환경적 적응에 필수적이며 많은 연구자들에 의해 유해수준 이하의 저선량 방사선이 식물의 다양한 생리활성을 촉진한다는 보고가 되고 있으며 특히 식물을 대상으로 한 종자발아 및 생리활성의 촉진, 물질함량의 증가, 숙기의 단축 및 수량의 증가오 같은 촉진효과가 지속적으로 입증 되고 있다.
<h1>서론</h1> <P>고선량의 방사선은 생물의 생존에 심각한 피해를 주며, DNA 손상으로 돌연변이를 유발하는 등 심각한 유해성을 가지고 있으나, 오래 전부터 방사선은 의학분야에 다양하게 이용되었고 농업분야에서도 식품이나 기구의 멸균, 살충, 육종 및 생육억제 등에 유익하게 이용되어 왔다. 이미 19세기말에 저선량의 방사선이 생리활성을 촉진한다는 것이 증명되었으나, 생물에 대한 방사선의 연구는 대부분이 저선량보다 고선량의 유해성이나 이용성을 중심으로 수행되어 왔다.</P><P>방사선은 그 존재량의 차이는 있지만 지구상의 어느 곳에나 있으며 모든 생물은 일상생활 중에 항상 자연방사능에 노출되어 있다. 따라서 저 수준의 방사선은 생물의 진화와 환경적응에 필수적이라는 가설도 제기되고 있다. 최근 많은 연구자들에 의해 유해수준 이하의 저선량 방사선이 식물의 다양한 생리활성을 촉진(hormeosis)한다는 보고가 되고 있다. 특히 식물을 대상으로 종자발아 및 생리활성의 촉진, 물질함량의 증가, 숙기의 단축 및 수량의 증가 등과 같은 촉진효과가 입증 되고 있다.</P><P>항산화효소는 생물의 세포에 축적된 활성산소종( \( \cdot \mathrm { O } _ { 2 } \); \( \left . \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 2 } , \mathrm { OH } \cdot \right ) \)의 독성으로부터 자신을 보호하기 위해 생성하는 효소로 superoxide dismutase, peroxidase 및 catalase (CAT)등이 알려져 있다. 활성산소종은 자연 방사선인 자외선스트레스에 의해서도 다량 발생되며 최근에는 항산화효소 유전자를 도입한 저항성 식물체의 개발이 시도되고 있다. 한편 방사선은 생체에 활성산소를 과다하게 발생하여 치명적인 장해를 유발하는 것으로 알려져 있으며 , 고선량의 감마선은 세포내에 존재하는 물분자 중 산소-수소 결합을 분해하여 \( \mathrm { OH } \cdot \) 기를 과다 생산하는 것으로 알려져 있다.</p> <p>따라서 본 실험은 고추의 유묘에 방사선을 처리하여 고추의 생육 및 수량에 미치는 영향을 구명하고 방사선을 조사한 식물체에서 항산화 효소인 SOD와 POD의 활성을 측정하여 방사선에 대한 고추의 생리활성증진 효과와 식물의 반응기작을 연구하기 위한 기초 자료를 얻기 위해서 수행 되었다.</P><h1>재료 및 방법</h1> <h2>식물재료 및 방사선 처리</h2> <P>실험에 사용된 고추(Capsicum annum L.)의 품종은 경상북도 영양지역의 재래품종인 수비초였다. 식물재료 확보를 위해 종자를 상토에 파종하여 \( 25 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 생장조절실에서 형광등 조명으로 재배하였다. 방사선처리는 13~15 엽기에 도달한 표 중 크기가 균일한 것을 엄선하여 한국원자력연구소 방사선 조사시설에서 하였다. 방사선의 소스는 \( { } ^ { 60 } \mathrm { Co } \)인 감마선을 사용하였고 0,1,5,10,20 및 50 gamma ray \(( \mathrm { Gy } ) \)까지 선량별로 처리하였다.</P><h2>재배 및 생육조사</h2> <P>방사선을 처리한 식물체는 즉시 \( 1 / 2,000 \mathrm { a } \) 풋트에 이식하여 처리직후부터 일정 간격으로 초장 및 엽수를 조사하였고, 처리후 80일에는 화아수, 꽃수 및 과실수를 조사하였고 식물체 전체를 수확하여 엽면적과 건물중을 조사하였다.</P><h2>엽록소함량 측정</h2> <P>방사선을 처리한 후 20일과 80일에 일정 엽면적 \( \left (10 \mathrm { ~cm } ^ { 2 } \right ) \)의 시료를 채취하여 \( \mathrm { CaCO } _ { 3 } \)와 넣은 후 막자사발에 마쇄하고 acetone과 ether로 엽록소를 추출하였다. 총 엽록소함량은 추출액을 분광광도계로 \( 660 \mathrm { ~nm } \) 와 \( 642.5 \mathrm { ~nm } \) 에서 흡광도를 측정하여 \( 7.12 \mathrm { ~A } _ {\text { tollum } } + 16.8 \mathrm { ~A } _ { 642 } \mathrm { sum } \) 식에 의해 계산하였다.</P><h2>항산화효소 활성측정</h2> <P>방사선을 조사한 후 0, 1, 5, 20일 후에 항산화효소인 superoxidase dismutase (SOD)와 peroxidase (POD) 의 활성을 측정하였다. 조효소는 \(1 \mathrm { g } \) 생체시료를 액체질소에 마쇄 후 \(0.05 \mathrm { M } \) potasium phosphate buffer로 추출하였다. SOD의 활성은 xanthine/xanthine oxidase 반응에서 발생되는 \( \cdot \mathrm { O } _ { 2 } \)가 cytochtome c를 환원하는 정도를 \( 550 \mathrm { ~nm } \) 에서 흡광도로 측정하였는데, 활성 1 unit는 \( 25 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 에 xanthine oxidase의 활성이 \( 50 \% \)가 억제되는 시료의 량으로 환산하였다. POD의 활성은 pyrogalloi을 기질로 하여 \( 100 \mu \mathrm { l } \) 조효소와 반응시켜 \( 25 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 에서 30초 후에 \( 420 \mathrm { ~nm } \) 에서 흡광도를 측정하였다. 효소활성은 식물체의 단백질함량을 측정(Bio-Rad사, Protein Assay Kit)하여 \( \mathrm { unit } / \mathrm { mg } \) protein으로 계산하였다.<P><split></split>