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2002 年 農業化學學會 壁報論文發表 (2002 年 6 月 28 日)
摘 要
當植物細胞遭遇重金屬逆境時，會產生植物螯合素 (phytochelatin, PC) 與重金屬結合，以減少細胞中的重金屬濃度。植物螯合素的結構式為 (g-Glu-Cys)n-Gly (n = 2~11, PCn)，初步與鎘結合會產生分子量較低的鎘複合物 (LMW)，這些 LMW 進入液泡內加入酸不穩定硫離子，進一步形成分子量較高的 HMW 鎘複合物，將重金屬鎘隔離在液泡。早在 1985 年 Fujita 發現布袋蓮根中有鎘複合體存在，並且推測布袋蓮具有吸收環境中鎘的能力。本實驗室在 2001 年發現布袋蓮經鎘處理後會有 LMW 與 HMW 的生成，並得知組成以 PC3 為主，PC4 次之。本報告的重點則在探討布袋蓮各組織中的鎘轉運機制。將布袋蓮於 0.01 mM CdCl2 溶液中培養 5 天 (pulse)，再移至無鎘培養液中 (chase)，然後以膠體過濾層析法 (Sephadex G-50) 觀察根、莖、浮囊與葉中 HMW 與 LMW 複合體的變化。實驗結果得知pulse 初步把鎘累積在根部，但隨著 chase 時間加長，根部的 LMW 含量下降，並轉換成 HMW 形式，而葉的兩種鎘複合物含量則緩慢上升。另外，同樣的樣本經灰化後以原子吸光儀測定各部位中的鎘含量，結果證實布袋蓮根部所吸收的鎘，有少量逐漸往上移動。這些觀察結果，將可作為以植物復育法，進行環境中清除鎘污染的重要參考。
結 論
(1) 灰化實驗的結果顯示在 pulse 時期，布袋蓮會在根部累積大量的鎘，並且已經會將少量的鎘往上運送，而當 chase 的時間越長，根的鎘含量則逐漸下降，葉的鎘含量則逐漸上升。證明布袋蓮根部所吸收的鎘有少量會逐漸往上移動。
(2) 膠體過濾層析法實驗的結果證明隨著 chase 時間加長，布袋蓮根部的 LMW 含量下降，轉換成主要以 HMW 的形式存在著，而莖、浮囊和葉的 HMW 與 LMW 含量則逐漸上升。
關鍵字： 布袋蓮、重金屬鎘、植物復育法、植物螯合素
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