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미국 데이비스 캘리포니아 주립대학 식물과학부의 ` Bruno G. Defilippia`와 동료 연구원들은 사과향의 생합성 기작에서 에틸렌의 역할에 대한 연구 결과를 `plant science` 지에 온라인으로 발표했고, 곧 출판될 예정이다.
과실향의 주요 구성 성분은 휘발성 방향 성분으로 알려져 있는데, 이들은 과실과 채소의 중요한 향기 성분과 다른 생명체와의 상호 작용을 조절하는 성분으로 매우 광범위한 그룹의 대사물질을 포함하는 것으로 알려져 있다.
과실의 방향성은 휘발성과 농도의 조합에 의해 조절되며, 사과에서의 전형적인 방향성은 식물 호흡 최대치 기간에서의 에스테르 최대 농도를 갖는 숙성기 동안 생성된 에스테르이다.
식물의 기체성 호르몬인 에틸렌은 많은 생리적 과정에 관여하는데, 특히 클라이맥트릭(climacteric) 과실의 숙성기 과정에서 매우 중요한 역할을 하여 경도 감소, 가용성 고형성분의 증가, 향기 증가 등의 변화를 개시, 촉진시킨다.
연구진은ACC-oxidase나ACC-synthase 효소 활성과 에틸렌 작용 저해제(ethylene action inhibitor, 1-methycyclopropene, 1-MCP)를 억제하도록 형질전환된 사과 나무를 재료로 사용했으며, 20도에서 14일간 저장된 형질전환체와 1-MCP 처리된 과실 모두 에틸렌 생합성과 호흡률이 90%이상 감소한 것을 관찰할 수 있었다. 그리고, 같은 조건에서 에틸렌 억제 계통과 1-MCP 처리 과실에서 약간의 알코올과 알데하이드 휘발성 차이를 두고 에스테르 합성량의 감소를 확인했다.
에스테르 생합성의 주요 효소인alcohol acyl-CoA transferase (AAT)의 활성은 에틸렌 의존적 조절 양상을 보였고, AAT의 유전자 발현양은 특이적으로 에틸렌에 의해 매우 높게 조절되는 것으로 보였다. 반면 alcohol dehydrogenase (ADH)의 활성과 발현양은 에틸렌의 발현 수준 변화에 전혀 영향받지 않는 것으로 확인되었다.
연구진은 `이러한 결과가 에틸렌이 AAT의 조절을 통한 사과에서의 에스테르 생합성에 관련한다는 사실을 제시하는 것이다.`라고 얘기한다.
한국과학기술정보연구원(KISTI)
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