옥수수 일차뿌리에서의 굴중성 반응과 관련하여 protein kinase C와 calcium-dependent protein kinase의 역할을 연구하였다. 이를 위해 protein kinase C activator인 PMA를 처리하고, 에틸렌 생성과 뿌리 생장을 측정하였다. 실험 재료는 27°C의 암 상태 배양기에서 40시간 동안 발아시킨 옥수수 일차뿌리를 사용하였다. 2시간 간격으로 에틸렌 생성량을 측정하였고, 단백질 인산화 과정이 auxin transport를 조절하고, 가역적인 protein phosphorylation이 PID kinase를 통해 굴중성을 조절하는 가능성을 제시하였다.
<p>단백질 인산화 과정이 auxin transport를 조절하며, 가역적인 protein phosphorylation이 굴중성과 같은 생리적인 반응을 PINOID (PID) kinase의 작용을 통하여 조절한 가능성이 있다고 제시되었다[6,18].</p> <p>Ethylene은 종자 발아, 종자 생장, 각 기관의 발달과 노화를 조절하며, ethylene 생성은 다른 식물호르몬인 auxin, cytokinin, gibberellin, abscisic acid 둥에 의해 조절되고, 다양한 스트레스에 의해 생산이 촉진된다[22]. 이러한 ethylene signaling은 mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascade가 관여하며, 이를 통하여 다른 호르몬들과 서로 연결되어 작용한다고 알려졌다[27]. Arabidopsis가 발달하는 동안 auxin과 ethylene은 조직과 시기에 따라 서로 상호작용을 하는데, 뿌리에서 ethylene은 뿌리의 신장을 억제하는 효소의 발현을 조절한다고 제시되었고[17], ethylene은 뿌리의 신장대에서 PIN 유전자의 발현을 촉진한다는 것이 밝혀졌다[16]. 이러한 연구들은 주로 다양한 mutant가 있는 쌍자엽 식물인 Arabidopsis를 이용하여 이루어졌다.</p> <p>본 연구에서는 돌연변이체가 다양하지 않아 분자수준에서의 연구 결과가 많지 않은 단자엽인 옥수수 일차뿌리에서 굴중성 반응이 일어날 때, 신호전달경로에서 protein kinase C 혹은 calcium-dependent protein kinase의 역할을 연구하기 위하여 protein kinase C activator인 phorbol 12-myristate-13-acetate (PMA)를 처리한 후 굴중성 반응과 뿌기 생장 및 에털렌 생성을 측정하였다.</p> <h1>재료 및 방법</h1> <h2>식물 재료</h2> <p>옥수수 종자(Zea mays L., Golden cross bantum 70)를 흐르는 물에 충분히 세척하고 \( 27 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 암 상태에서 10 시간 동안 물에 불린 후, 불투명한 플라스틱 쟁반에 젖은 종이 타월을 깔고 옥수수 종자의 배(embryo) 부분이 쟁반 바닥에 닿도록 일렬로 배열한 다음, 그 위에 종이 타월을 덮고 충분히 적셨다. 그 후 쟁반을 포개어 물이 들어 있는 통 안에 수직 방향으로 세우고 \( 27 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 암 상태의 배양기에서 40 시간 동안 발아시켜 길이가 \(15-20 \mathrm { mm } \) 정도인 옥수수 일차뿌리를 선택하여 실험 재료로 사용하였다.</p> <h2>Ethylene 생성 측정</h2> <p>완충용액(Potassium-phosphate buffer, \( 50 \mathrm { mM } , \mathrm { pH } 6.8 \); \(50 \mu \mathrm { g } / \mathrm { ml } \) chloramphenicol)에 옥수수 일자뿌리 절뎐 ( \( 1 \mathrm { ~cm } \); root cap 포함) 40 개를 \( 25 \mathrm { ml } \) vial에 넣고 실리콘 마개로 막아 8 시간 동안 진탕 배양 ( \( 27 ^ {\circ } \mathrm { C } , 170 \mathrm { rpm } \), dark) 하였다. 2시간 간격으로 기체 \( 1 \mathrm { ml } \) 씩 을 주사기로 채취하여 gas chromatography (GC;Hewlett-Packard, 5890 seriesⅡ, USA)를 이용하여 ethylene 생성량을 측정하였다.</p>