1. 探討植物體對於抑制植物生長在各種逆境中所產生ROS(Reactive Oxygen Species)之酵素
麥瑞浩
長榮大學生物科技學系
指導老師: 黃浩仁 教授
國立成功大學
生命科學系研究所
摘要
當植物體生長環境屬於逆境時，植物體則會產生ROS(Reactive Oxygen Species)，由於ROS濃度過高時會使植物體內細胞受
到傷害，所以當ROS在植物體內濃度上升時，植物體內會產生數種酵素抑制ROS的濃度，避免細胞受到損害，而這幾種酵素則包括
Catalase(CAT)、Peroxidase(POD)、Superoxide disdutase(SOD)，本實驗將水稻根培養在不同濃度之Ferulic acid(FA)(相剋作
用所產生之產物）、Hg、Cu、Cd中培養，取其根部1公分搗碎混合至PBS中處理、離心，並經由Bio-rad Protein assay Reagen處
理及測定吸光值，蛋白質電泳處理並染色後，觀察蛋白質濃度變化，而結果顯示，培養在Hg中的水稻根，CAT的蛋白質濃度變化
較明顯，Hg濃度愈高，蛋白質濃度則愈少，而培養在Ferulic acid、Cu、Cd中之水稻根，CAT濃度則無明顯變化，培養在Hg、Cu、
Cd中的水稻根，POD蛋白質濃度變化則較明顯，Cu、Cd濃度愈高則POD蛋白質濃度也隨之變高，而Hg則在濃度較高時才誘導出POD
蛋白質濃度上升，而培養在FA中之水稻根，POD則無明顯變化，而SOD蛋白質的濃度在由FA、Hg、Cu、Cd培養的水稻根中則幾乎沒
有任何影響。
而在另一方面，經由Array Data發現，當Lox gene上升會造成三條不同的Path Way，而其中一條則會造成Lipid
peroxidation，並且也會使ROS濃度增加，所以我們也會觀察培養在FA、Hg、Cu、Cd逆境中Lipoxygenase蛋白質濃度的變化，而
結果顯示隨著FA、Hg、Cu、Cd之濃度升高，Lipoxygenase蛋白質濃度也有增加的趨勢。
誌謝
由於本系學校在三年級暑期期間，需至各相關學術單位或公
司實習，而本人在暑期期間有幸可以來到國立成功大學生命科學
系研究所，黃浩仁教授的實驗室中進行暑期的實習，而在這一段
期間內，雖然只有短短的兩個月，卻讓我獲益良多，由於本人才
疏學淺，許多事情都還需要學習及磨練，而黃老師及在實驗室中
的學長姐也不吝於指導我各方面的知識及技術，讓我能更充實自
己，而在實習期間，除了學習看Paper、做實驗外，黃老師也特別
要求我跟著學長姐一起去修習生命科學系內所開設的各個暑期課
程，使我除了在實驗外，在課堂內的知識也得以充實，雖然在課
堂上的內容有時並不能完全的瞭解，但因為有學長姐的幫助，讓
我沒有後顧之憂，而黃老師與學生之間亦師亦友的處世之道，使
我能夠在沒有任何壓力下學習並保持輕鬆愉快的心情，雖然兩個
月中所能學習到的東西還是有限的，但實質上卻已經讓我有許多
的收穫，而在這裡我要特別感謝黃老師讓我有這個機會來到成大
生命科學系內實習，使我能取得寶貴的經驗，並感謝實驗室內的
學長姐，特別是讓我找了許多麻煩的小熊（御全）學長以及幫我
處理很多事的彩蓮學姐、育如學姐、靜慧學姐、力橋學長、士峰
學長、忠逸學長、文章學長、韻安學姐，我在這邊向你們致上我
最高的謝意。
步驟
一.水稻種子製備
清洗種子 培養種子 篩選培養種子
二.實驗步驟
將種子培養在各種不同濃度之FA、Hg、Cu、Cd中
將培養種子根部剪下 將根碾碎與PBS混合並離心(低溫處
理) Bio-rad Protein assay Reagent處理並測OD(使蛋
白質濃度皆相同) 跑電泳 使用CAT、POD、SOD
Staining。
濃度: FA: 0ppm、25ppm、50ppm、100ppm
Hg: 0μM、12.5μM、25μM、50μM
Cu: 0μM、1μM、5μM、25μM
Cd: 0μM、5μM、25μM、50μM
結果
1.CAT只有在培養於重金屬Hg中之水稻根有較明顯之蛋白質變
化如下圖所示，Hg濃度愈高，蛋白質濃度則愈少，而培養在
Ferulic acid、Cu、Cd中之水稻根，CAT濃度則無明顯變化。
2.POD蛋白質的濃度在Hg、Cu、Cd培養的水稻根中，POD蛋白質
濃度變化較明顯，Cu、Cd濃度愈高則POD蛋白質濃度也隨之變
高，而Hg則在濃度較高時誘導出POD蛋白質濃度上升，而培養
在FA中之水稻根，POD則無明顯變化。
3.SOD的蛋白質濃度在FA、Hg、Cu、Cd培養的水稻根中幾乎沒
有任何影響。
Hg Dosage test 1+3 Hrs
(0, 12.5, 25, 50 uM)
Hg Dosage test
24 Hrs (0, 12.5,
25, 50 uM)
Ferulic acid 24
Hrs Dosage
Cu25 Cu5 Cu1 Ct Cd5 Cd25 Cd50
Cu、Cd Dosage test
Hg12.5 Hg25 Hg100
Hg Dosage test
FA、Hg、Cu、Cd Dosage test
* 結果皆與左圖相同
結論
植物體內會產生對細胞會有損害之ROS，而植物體也確實
會分泌CAT、POD、SOD來與之抗衡，經由三者間的平衡，使細
胞的損害降到最低，而在本實驗中，觀察到各酵素確實有濃度
上升的情形，以抑制ROS的濃度。