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Cd2+은 인간을 비롯한 동물에게 가장 해로운 중금속으로 알려졌고 (Chaudri et al. 1995), 식물은 Cd2+의 농도가 높을수록 식물체의 지상부, 지하부 및 전체 식물의 생산량의 감소와 낙화가 촉진되었다(Kim 1982; Kim & Park 1992; Page et al. 1972). Kim (1992)은 사르비아, 맨드라미, 채송화, 돌나물 (Sedum saramentosum Bunge)은 Cd2+ 1000 ppm에서 전체적으로 약 67% 이상의 생장 억제를 관찰하였다. Cd2+을 비롯한 다른 중금속 및 오존, 이산화황을 비롯한 환경오염원은 식물의 광합성 기작 및 생장을 억제하고 노화를 촉진하는 것이 공통적인 특성이다 (Willmer 1983).
식물은 중금속에 대해 저항성을 가지는 것으로 알려졌다. 식물에서 합성되는 (γ-Glu-Cys)nGly, 여기에서 n=2~11인 구조의 Phytochyletins (PCs)이 Cd2+ 저항성과 관련되어 있는 것으로 알려졌다 (Rauser 1990; Steffens 1990). 식물이 Cd2+를 포함하는 중금속에 노출되면 PCs의 농도가 증가하여 중금속 내성을 보인다 (Maitai et al. 1996; Rauser 1990). Yun et al. (1997)은 Canavalia lineata 유식물에 Cd2+를 처리했을 때 뿌리에서 PCs의 지속적인 증가를 관찰했다. 대부분의 PCs의 실험은 뿌리에서 행해졌다 (Maitai et al. 1996; Ris De Vos et al. 1992). Rauser (1990)는 총설 논문에서 잎보다 뿌리에서 더 높은 PCs가 존재한다는 것을 보고하였다. PCs는 균류를 비롯한 대부분의 식물에서 관찰되기 때문에 닭의장풀의 PCs가 Cd2+의 식물체 내의 분포에 관여하는 것으로 추측된다. 세포 내에서 Cd2+는 액포, 세포질, 세포벽, 세포소기관 등 다양한 부위에서 관찰되나 뿌리에서는 주로 세포질과 액포에 존재하는 것으로 알려졌다
참고문헌
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