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식물의 저항성에서 Chalcone synthase 효소의 기능

전문가 제언: ○ Chalcone synthase(CHS)효소는 고등식물에서 개화색소, 항생제, UV 차단제, 해충기피제와 같은 다양한 일련의 대사물질(flavonoids) 생성을 위한 선구물질을 공급하며, CHS는 여러 식물에서 자외선, 상처, 식물 먹이 해충, 미생물 병원균과 같은 다양한 조건에 놓이면 항균, 살충, 항산화 활성과 자외선을 직접 혹은 간접적으로 소거시키는 물질 (phytoalexin)을 더 많이 생산하게 유도하여 스트레스를 보호하는 역할 을 한다.

○ CHS유전자는 꽃에서 발현될 수 있으며, 발현은 광(UV), 식물병원균, 유도제 혹은 식물의 여러 부위에서 상처에 반응하여 유도되어 플라 보노이드 생산을 증가시킨다. CHS유전자 발현은 광수용체 매개 기구를 통하여 광(고광도와 자외선) 자극에 의하여 유도되므로 증가된다.

○ 식물에서 CHS 효소활성이 증가되면 플라보노이드 축적 증가를 유도 하여 옥신의 극성이동을 저해함으로써 토마토의 시들음병 저항성을 증가시킨다. 또한 자스몬산은 해충 및 식물병 저항성에서 신호 역할을 하는 호르몬으로 상처조직에서 방출되어 CHS효소를 활성화하도록 유도하여 phytoalexin을 생산하여 저항성을 증대시킨다.

○ 우리나라에서 chalcone synthase에 관한 연구는 주로 동물, 의약학 분야에서 활발히 이루어지고 있으며, 식물을 대상으로 한 연구는 주로 고삼, 황금 등 약초식물에서 항균 효과 및 CHS의 과대발현 등에 관한 연구가 일부 이루어진 현황이다.

○ 따라서 플라보노이드와 이소플라보노이드 생합성 경로에서 가장 중요 한 효소인 chalcone synthase(CHS)는 바이러스, 세균, 진균, 해충, 선충 등 생물적 스트레스에 대한 높은 식물 저항성을 나타내는 데 관련이 있기 때문에 CHS 활성 증대, CHS유전자 발현 및 신호전달 등에 관한 기초연구를 바탕으로 하여 내재해성 작물 개발에 응용될 수 있는 실용화 연구의 필요성이 요망된다.

저자: T. T. H. Dao, H. J. M. Linthorst, R. Verpoorte
자료유형: 학술정보