Abstract

Environmental stress is the major limiting factor in plant productivity. In order to evaluate the stress tolerance of potato plants, leaf discs of two potato cultivars, Atlantic and Superior, were subjected to various stress conditions of high temperature, methyl viologen, H2O2, or $H_2O$$_2$. When potato leaf discs were exposed to high temperature at 37$^{\circ}C$ for 84 hr, Atlantic plants, a cultivar with high sensitivity to heat stress, showed about 20％ higher membrane damage than Superior plants. When exposed to 2$\mu$M methyl violgen (MV), a superoxide generating non-selective herbicide, for 36 hr, Atlantic plants also showed about 38％ higher membrane damage than Superior plants, and were more susceptible up to 10$\mu$M MV concentration tested. On treatment with 0.75M NaCl, Atlantic plants also had about 45％ less chlorophyll contents in leaf discs than Superior plants. There was, however, no difference in chlorophyll content of two cultivars at higher NaCl concentrations. The effect of $H_2O$$_2$ on the two cultivars was mixed. At low $H_2O$$_2$ concentration (25 mM) , Superior plants were more susceptible to $H_2O$$_2$stress after 36 hr. However, at high $H_2O$$_2$ concentration (100 mM), Atlantic plants exhibited higher susceptibility after 36 hr. The results indicate that in vitro leaf discs reflecting the whole plants in this study will be useful for selection and characterization of elite transgenic potato plants with enhanced tolerance to environmental stress.

환경스트레스는 식물의 생산성에 영향을 미치는 주된 제한요인이다. 여러 종류의 환경스트레스에 대해 내성을 지닌 형질전환 감자식물체 개발에 활용하기 위하여 두 품종의 감자(대서, 수미)의 leaf disc를 사용하여 고온을 포함하여 여러 가지 환경 스트레스에 대한 감수성을 조사하였다. 37$^{\circ}C$에서 84시간 고온처리에 대해서는 고온에 감수성 품종인 대서가 수미에 비해 약 20%피해를 더 많이 받아 감수성이 높은 것으로 나타났다. 감자 식물체의 leaf disc는 2$\mu$M methyl viologen(MV)을 처리하였을 때 대서가 수미에 비해 약 38%더 많은 피해를 받았으며 10$\mu$M MV에서는 감수성은 더 높았다. 0.75M NaCl에 대해서는 대서 품종이 수미에 비해 약 45%의 낮은 엽록소 함량을 나타내어 감수성이 높은 것으로 나타났으나, 고농도에서는 큰 차이가 없었다. $H_2O$$_2$에 대한 두 품종의 감수성은 복합적이었으며, 25mM $H_2O$$_2$에서는 수미가 대서에 비해 높은 감수성을 나타내었으나 100mM $H_2O$$_2$에서는 대서가 릎은 감수성을 나타내었다. 본 연구에 사용한 leaf disc는 식물체의 활성을 잘 반영할 뿐 아니라 간편하기 때문에 복합스트레스 내성 형질전환 감자식물체의 선발 및 특성규명에 유용하게 이용될 것으로 기대된다.

Keywords

• Cellular damage;
• ion conductivity;
• leaf disc;
• oxidative stress;
• potato plants;
• stress tolerance