콩과 토마토의 줄기 및 옥수수의 뿌리에 BL을 처리하면 굴중성 반응이 촉진된다는 보고가 있어 실험을 진행하였다. 실험 결과, BL이 뿌리 굴중성을 촉진하는 반응은 BL이 ethylene 생성을 촉진하여 일어날 가능성이 거의 없다는 것을 나타내며, BL과 뿌리 굴중성 반응과의 관계는 auxin transport와 관계가 있을 가능성을 제시하였다. 또한 BL이 옥수수 뿌리에 존재하는 내적인 IAA의 차등 분포에 영향을 미쳐 BL이 굴중성 반응을 촉진할 가능성이 있음이 밝혀졌고, 그러므로 BL에 의하여 일어난 굴중성 반응은 뿌리 자체의 생장률이 억제되어 일어나는 것이 아니라 뿌리 내부에 존재하는 IAA의 차등생장에 영향을 주어 일어날 가능성을 제시하였다. 또한 BL을 처리하면 수평으로 놓인 뿌리로 하여금 aux-in transport에 영향을 주어 굴중성 반응을 촉진하는 것이다.
<h1>결과 및 고찰</h1> <p>콩과 토마토의 줄기에 BL을 처리하면 굴중성 반응이 촉진되며, 옥수수 뿌리에서도 BL이 굴중성 반응을 촉진한다고 보고되었다. 옥수수 뿌리에서 굴중성 반응에 미치는 BL의 효과를 조사하여 본 결과, 2시간 이후부터 BL 처리구는 대조구에 비해 굴중성 반응이 촉진되었으며, 특히 \( 10^{-7} \mathrm{M} \) BL을 처리하면 1시간 후부터 촉진되기 시작하여 4시간 경과 후에는 대조구와 비교하여 \( 32 \% \) 촉진 효과를 나타냈다(data not shown). 따라서 뿌리의 굴중성 반응에 가장 뚜렷한 효과를 나타내는 \( 10^{-7} \mathrm{M} \) BL을 실험에 사용하였다.</p> <p>한편, 옥수수 뿌리에서 BL의 농도가 증가함에 따라 ethyl-ene 생성은 증가하였고, BL은 ethylene 생합성 단계에서 AdoMet가 ACC로 전환되는 단계에 작용하는 ACS의 활성을 촉진하여 ethylene 생성을 촉진한다고 보고되었다. BL이 뿌리의 굴중성 반응에 미치는 영향이 BL이 미치는 eth-ylene 생성과 관계가 있는 알아보기 위하여 ethylene 생성 억제제인 AVG를 처리하여 굴중성 반응과 ethylene 생성을 조사하였다.</p> <p>\( 10^{-4} \mathrm{M} \) AVG는 대조구와 비교하여 뿌리 굴중성 반응에 거의 영향을 주지 않고 대조구와 같은 수준의 굴중성 반응을 보였다. 4시간에서 5시간 사이에 AVG에 의해 유도된 굴중성 반응은 대조구에 비하여 약 \( 13 \% \) 정도 감소되었으나 전체적으로 거의 대조구와 비슷한 양상을 나타내었다. \( 10^{-7} \mathrm{M}\) BL을 처리한 뿌리는 굴중성 반응이 대조구와 비교하여 \( 43 \% \) 정도 증가하였다. 한편 AVG와 BL을 함께 처리한 뿌리는 BL만 처리한 뿌리와 같은 수준의 굴중성 반응을 나타내었다. Fig.1B에서, \( 10^{4} \mathrm{M} \) AVG를 처리하면 옥수수 뿌리의 ethylene 생성은 \( 97 \% \) 억제되어, ethylene 생성이 거의 일어나지 않았다. BL만을 처리한 경우에는 예상한 대로 ethylene 생성이 증가되었다. 또한, BL과 AVG를 함께 처리한 경우에도 ethylene 생성이 약 \( 60 \% \) 정도 억제되었다. 이 결과에 따르면 \( 10^{-4} \mathrm{M} \) AVG를 처리하면 ethylene 생성이 완전하게 억제되어도 굴중성 반응은 대조구와 차이가 없이 나타났다. 이 결과는 옥수수 뿌리의 굴중성 반응이 ethylene에 의해서만 조절될 가능성을 배제하고 있다.</p> <p>이러한 결과를 다시 확인하기 위하여 ethylene 생성 억제제로 알려진 cobalt ion을 이용하여 ethylene 생성과 굴중성 반응을 측정하였다. Cobalt ion은 ethylene 생합성 단계에서 ACC가 ethylene으로 전환되는 단계에 작용하는 ACO 활성 억제제로 알려져 있다. \( 10^{-4} \mathrm{M}~ \mathrm{Co}^{2+} \)를 처리한 뿌리는 초기에는 대조구와 비교하여 약간 억제되는 경향을 나타냈으나, 4시간 이후에는 대조구와 같은 정도의 굴중성 반응을 보였다. BL만을 처리한 뿌리는 예상대로 굴중성 반응이 촉진되었으나 \( 10^{-4} \mathrm{M} \mathrm{Co}^{2+} \)과 BL을 함께 처리한 경우, 굴중성 반응은 대조구는 물론 BL만을 처리한 뿌리보다 약 \( 60 \% \) 정도 촉진되었고, 5시간까지 계속 촉진되는 양상을 나타내었다.</p> <p>Cobalt ion을 처리하여 ethylene 생성을 측정하였다. Ethylene 생성은 약 \( 10 \% \) 정도 억제되었다. 그러나 \( \mathrm{Co}^{2+} \)와 BL을 함께 처리하여도 AVG 처리시와 마찬가지로 ethylene 생성에는 BL의 상승효과가 나타나지 않았고 \( \mathrm{Co}^{2+} \)만을 처리한 것과 같은 정도의 ethylene이 생성되었다. 즉, \( \mathrm{Co}^{2+} \) BL의 뿌리는 굴중성 반응이 \( 60 \% \) 정도 촉진되었으나, ethylene 생성은 약 \( 15 \% \) 정도 억제되었다.</p> <p>이러한 BL의 효과가 auxin transport와 관계가 있는지 알아보기 위하여 auxin transport inhibitor인 TIBA를 처리하여 굴중성 반응을 조사하였다. \( 10^{-5} \mathrm{M} \) TIBA를 전처리한 뿌리는 거의 굴중성 반응을 나타내지 않고, 6시간 동안 거의 수평을 유지하였다. BL만을 처리한 뿌리는 굴중성 반응이 촉진되었으나, BL과 TIBA를 함께 처리한 뿌리도 TIBA만을 처리한 뿌리와 마찬가지로 굴중성 반응을 거의 나타내지 않았다.</p> <p>TIBA가 옥수수 뿌리 굴중성에 미치는 영향이 ethylene 생성과 관계가 있는지 조사하기 위하여 TIBA를 처리하여 ethyl-ene 생성을 측정하였다. \( 10^{-5} \mathrm{M} \) TIBA를 처리한 결과, ethylene 생성이 대조구와 비교하여 \( 96 \% \) 증가를 나타내었다. 이러한 증가는 \( 10^{-7} \mathrm{M} \) BL만을 처리한 뿌리보다 약 \( 50 \% \) 정도가 증가 된 것이다. 한편 TIBA와 BL을 함께 처리한 뿌리에서 ethylene 생성은 대조구의 \( 132 \% \) 증가를 나타내었다. 이러한 결과는 BL이 뿌리 굴중성을 촉진하는 반응은 BL이 ethylene 생성을 촉진하여 일어날 가능성이 거의 없다는 것을 제시하고 있다. 따라서 BL과 뿌리 굴중성 반응과의 관계는 auxin transport와 관계가 있을 가능성을 제시하고 있다. Fig.5에서 auxin transport inhibitor인 \( 10^{-5} \mathrm{M} \) TIBA가 존재할 경우에는 ethylene 생성량과는 무관하게 굴중성 반응이 완전하게 억제가 되었다. 그러나 ethylene 생성을 억제하는 AVG와 \( \mathrm{Co}^{2+} \)는 ethylene 생성량을 감소시키기는 하였으나 굴중성 반응에는 전혀 영향을 미치지 않았다.</p> <p>이러한 결과는 BL이 옥수수 뿌리에 존재하는 내적인 aux-in (IAA)의 차등 분포에 영향을 주어 BL이 굴중성 반응을 촉진할 가능성을 제시하고 있다. 이러한 가능성을 확인하기 위 하여 BL과 TIBA, 그리고 IAA를 처리하여 굴중성 반응을 측정하였다. \( 10^{-5} \mathrm{M} \) TIBA를 처리한 결과 뿌리 굴중성 반응은 대조구의 \( 90 \% \) 정도 억제가 되었다. \( 10^{-7} \mathrm{M} \) BL과 \( 10^{-5} \mathrm{M} \) TIBA를 처리하여도 뿌리의 굴중성 반응은 \( 10^{-5} \mathrm{M} \) TIBA를 처리한 뿌리와 마찬가지로 약 \( 90 \% \) 정도 억제되었다. 그러나 BL과 \( 10^{-5} \mathrm{M} \) IAA를 함께 처리한 뿌리는 BL만 처리한 뿌리보다는 굴중성 반응이 억제되었으나 대조구와 같은 정도의 반응을 보였다. 이 결과는 BL에 의해 수평으로 놓인 뿌리의 윗면과 아랫면에 형성된 IAA의 차등분포가 외부에서 처리한 IAA에 의해 차등분포가 감소되었을 가능성을 제시하고 있다. 한편, BL, \(10^{-5} \mathrm{M} \) IAA, 그리고 \( 10^{-5} \mathrm{M} \) TIBA를 함께 처리한 뿌리는 오히려 뿌리가 위로 휘는 음성굴중성 반응을 보였다. 이 결과는 외부에서 처리하여 높아진 내부 IAA transport가 auxin transport inhibitor인 TIBA에 의해 억제되어 아랫면 보다는 뿌리의 윗면에 더 많은 IAA가 분포할 가능성을 제시하고 있다.</p> <p>굴중성 반응은 수평으로 놓인 뿌리의 윗면과 아랫면의 차등 생장에 의하여 일어나는 반응이다. BL이나 TIBA가 뿌리 생장에 영향을 주어 굴중성 반응을 나타내는지 알아보기 위하여 수직으로 놓인 뿌리의 생장률을 4시간 동안 측정하였다. \( 10^{-7} \mathrm{M} \) BL은 대조구와 비교하여 뿌리 생장률을 약 \( 50 \% \) 정도 촉진시켰다. 그러나 BL, IAA, TIBA를 함께 처리한 뿌리에서도 생장률은 억제되지 않고 오히려 증가되어 BL만 처리한 뿌리와 같은 정도의 생장률을 나타내었다. 그러나 BL, IAA, TIBA를 함께 처리한 뿌리에서는 음성굴중성 반응을 보였다. 그러므로 BL에 의하여 일어난 굴중성 반응은 뿌리 자체의 생장률이 억제되어 일어나는 것이 아니라 뿌리 내부에 존재하는 IAA의 차등생장에 영향을 주어 일어날 가능성을 제시하고 있다. 즉, BL을 처리하면 수평으로 놓인 뿌리에서 aux-in transport에 영향을 주어 굴중성 반응을 촉진하는 것으로 예상된다.</p>