<p>식물세포는 생물적 · 비생물적 환경스트레스에 직면하게 되면 \( \mathrm{O}_{2}^{-}\), \(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2}\), \(\mathrm{OH} \) 등과 같은 반응성이 높은 독성의 활성산소를 생산하는 것으로 알려져 있다. 이들 활성산소는 식물이 자체 생산하는 ascorbic acid, tocopherol, carotene, glutathione 등과 같은 저분자의 항산화물질이나 superoxide dismutase, peroxidase, catalase 등과 같은 항산화효소에 의해 제거된다. 식물에 활성산소를 발생시키는 주요 스트레스로는 병충해의 감염, 오존, 오염물질, 제초제, 산성비, 자외선, 감마선 등과 같이 다양한 요인이 있다. 식물이 높은 항산화능을 보유하게 되면 이들 스트레스로부터 발생된 활성산소는 효율적으로 제거되어 궁극적으로 스트레스에 대한 저항성을 가지게 된다. 항산화효소 중 superoxide dismutase (SOD)는 생체에서 생성되는 활성산소 중 가장 독성이 강한 \( \mathrm{O}_{2}^{-}\)를 제거하여 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} \)를 생성하고, \( \mathrm{OH} \)의 생성을 억제함으로써 세포를 활성산소의 해로부터 보호하게 된다.</p><p>접촉형 비선택성 제초제인 paraquat (1,1'-dimethyl-4,4'-bipyridinium ion)는 엽록체 내에서 광합성의 명반응으로 발생되는 전자에 의해 paraquat 이온으로 전환된다. 이들은 다시 빛, 물, 산소가 있는 상태에서 이온형태로 자동산화하게 되는데, 이 과정에서 활성산소를 발생시켜 식물체를 고사시키는 것으로 알려져 있다. 최근에는 POD, SOD 등과 같은 항산화효소와 관련된 유전자를 형질전환하여 paraquat에 대한 저항성식물체를 개발하려는 시도가 이루어지고 있다.</p><p>본 연구는 항산화효소인 SOD의 생체 내 활성이 크게 차이가 나는 고구마와 인동의 배양세포를 대상으로 paraquat 처리에 대한 식물의 반응과 SOD 활력변화, 핵 DNA의 손상과 회복정도를 구명함으로써 식물의 산화적 스트레스에 대한 내성과 항산화 기작을 이해하고자 수행되었다.</p>
제초제 paraquat는 어떻게 paraquat 이온으로 전환되는가?
엽록체 내에서 광합성의 명반응으로 발생되는 전자에 의해