한국콩연구회

습해 스트레스에 반응하는 콩의 비교 프로테오믹스 분석

Comparative proteomics analysis on soybean in response to flooding stress

주관연구기관 : 충북대학교

연구책임자 : 우선희

발행년월 : 2014-09

주관부처 : 미래창조과학부

원문

http://www.ndsl.kr/ndsl/commons/util/ndslOriginalView.do?dbt=TRKO&cn=TRKO201400028372&rn=&url=&pageCode=PG18

초록

Soybean is an important legume crop for our life. Soybean is processed into soybean meal and vegetable oil. Soybean (Glycine max L.) is sensitive to flooding stress and its yield is substantially reduced in response to the flooding stress. In this study, 132 soybean cultivars including Korean, Japanese, US and Indonesian cultivars were used to explore flooding-tolerant cultivars. To investigate mechanisms responsible for their tolerance, difference in their proteomic changes was analyzed using gel-free proteomics techniques. Seeds were germinated on sand for 2 days and then treated with flooding or without flooding for 2 days. The comparative analysis showed that invertases were significantly decreased in response to flooding in tolerant cultivars (Korean), but those were not observed in moderate tolerant and sensitive cultivars. Additionally, enolases were significantly decreased in tolerant cultivars, but these were increased in the other cultivars. These results suggest that modulation of carbohydrate metabolisms may affect their flooding tolerance in soybean.

이 연구에서, 콩 품종별 내습성 평가와 프로테옴 분석은 콩에서의 습해 스트레스에 관련 있는 단백질을 동정하기 위하여 수행되었다. 단백질 추출을 하여 gel-free 프로테오믹스 기술을 사용하였으며 단백질 동정에는 nano LC-MS/MS를 이용하였다.

침수 전후 성장률을 비교하였을 때 저항성 품종들보다 중간 저항성 품종들이 낮게 나타났고, 저항성 품종에서 감수성 품종으로 갈수록 침수 후 생존률과 곁뿌리 발생율은 낮아지고 상처 발생율은 높아지는 것을 알 수 있다. 8개 품종들 간의 해당과정, 탄수화물 대사, 발효, TCA cycle에 관련된 단백질들의 과다변화를 비교한 결과 에놀라아제는 저항성 품종에서 상당히 감소하였지만 다른 품종에서는 증가하였다. 인베르타아제는 저항성 강한 한국품종에서는 감소하였지만 중간저항성, 감수성 품종에서는 관찰되지 않았다. 반면에 발효작용에 작용하는 단백질들은 저항성, 중간저항성, 감수성 품종에서 높게 관찰되었다. 이러한 연구결과는 탄수화물 대사의 변화가 콩의 내수성에 영향을 미칠 수 있다고 여겨진다.