遗传学自主实验设计.doc

汞胁迫对小麦根尖染色体的影响闵令霞 朱英秀 王丽娟 张媛媛临沂大学生命科学院 生物科学2班 摘要：对小麦根尖的取材、预处理、固定、解离、染色、制片等技术环节的探索，并用不同浓度汞离子处理小麦根尖，结果表明，小麦染色体发生不同程度的变化，并阐述了汞胁迫对小麦染色体的影响。关键词：小麦；染色体；染色体数目；染色体形态变化染色体是物种特有的遗传信息携带者，有很高的稳定性和再现性。通过汞的不同浓度对小麦的染色体进行分析，并对细胞核染色体的数目，各染色体的大小和形态特征进行综合描述 ，进而能够得到汞小麦根尖染色体的影响。重金属污染是当今污染面积最广、危害最大的环境问题之一。据报道，我国受重金属污染的耕地面积近2000万hm ，约占耕地总面积的151 3。而汞是一种极具毒性的重金属元素，其毒性位于各金属元素之首，其对环境的污染主要来源于工业废物、废水、开采矿产活动、生活垃圾及汽车排放的尾气等 。随着人口增长、工业的发展、汞矿的不断开采、废渣废水及矿山废弃物的排放，环境严重受到污染。而汞进入土壤环境后不易被降解，不仅影响作物的产量和品质，并且还会通过微生物的分解进人食物链，引起生物细胞内遗传物质的改变，影响细胞正常的生理、生化和代谢活动等，危害人体健康 。目前，许多研究仅注重于汞对土壤和作物质量的影响，而关于汞对植物染色体影响的报道很少。本研究拟通过对受汞污染的小麦与正常小麦根尖染色体进行分析比较，从染色体水平上探讨汞污染对小麦的影响。1材料和方法11 材料所用材料为小麦种子萌发的根尖。12 方法121材料处理与取材 ，选用饱满、大小均匀的小麦种子在25恒温下浸泡24h，待其充分吸涨后，放入铺有湿纱布的培养皿中，置于25C的培养箱中催根培养2-3d。当初生根长到152cm时，选取发育良好，大小相近的幼根作为研究对象。122 材料的预处理本试验设计6个不同浓度的氯化汞溶液，分别为：0.1，05，10，15，2.0mgL，以蒸馏水为对照。将选取的小麦幼根放入盛有汞溶液或蒸馏水的培养皿中浸泡5h后，洗净吸附在根表面的汞溶液并恢复培养19h。剪下根尖用02秋水仙素处理8h【4 后用蒸馏水清洗并将材料上的水吸干，放人配置好的卡诺氏固定液(冰醋酸：无水乙醇=1：3)中进行固定。123 材料的固定将材料放入配置好的卡诺氏固定液(冰醋酸：无水乙醇=1：3)中固定2Ah左右。固定好的材料如不能及时解离，可将其保存在70的酒精中。124 材料的解离将固定好的材料用蒸馏水冲洗2-3次后放人预热为60C，1molL的盐酸溶液中解离10一l5min。125 材料的染色及制片用龙胆紫染色5-6，10，常规压片方法压片11-12、镜检。将解离好的根尖用蒸馏水冲洗23次后截取生长点部分l2mm用龙胆紫染色。染色后将染料清洗干净，用50 的甘油压片后用显微镜进行观察。2结果与分析21 染色体数目小麦染色体形态及数目如图1(依次是蒸馏水、05mgL氯化汞、1OmgL氯化汞、15mgL氯化汞处理后的图像)。小麦根尖的染色体数目为2n=2x=12。蒸馏水处理的小麦根尖染色体分散良好，数目恒定。05mgL氯化汞和1OmgL氯化汞处理的蚕豆染色体分散良好，数目恒定；而1。5mgL氯化汞处理的小麦根尖染色体数目大多数为12，少数细胞的染色体则多于或少于12(这些可能是因为染色体丢失或汞污染使染色体发生断裂引起)。3 结论与讨论重金属胁迫会使生物的染色体产生变异。不同种类的重金属及其不同浓度梯度对生物造成的影响不同。汞是一种重要的重金属，其对环境的污染主要来源于工业废物、废水、开采矿产活动、生活垃圾及汽车排放的尾气等。染色体畸变是外界环境有害因子作用于机体或培养的细胞后所导致的最常见的细胞染色体损伤指标之一，也是细胞遗传毒理学研究中最常用的检测手段之一。它具有许多其他检测手段无法比拟的优点。首先，它的可靠性和灵敏性较高；其次，植物核型分析试验的成本较低，这对于一种致突变性检测方法是十分重要的；第三，它的检测物谱较广；第四，在方法学上，它也特别适合环境致突变性监测。与其它动物试验或细胞学试验相比，试验材料容易获得，仪器设备简单。与其它植物测试法相比，它还具有个体差异小及不受地理、气候条件限制等优点。本实验以05mgL、10mgL、15mgL的HgC1 溶液为胁迫压力对蚕豆根尖进行处理，比较其染色体的数目，形态的变化。结果表明，随着汞离子浓度的不断升高，染色体在数量及形态上的变异都非常显著，其直接影响了植物的有丝分裂，故汞离子的毒性不容忽视。而汞是一种累积性毒物，虽然人体对其具有一定的排泄能力，但只要摄人量超过人体的排泄能力，就会在人体内累积，对人体造成危害，影响人类染色体的正常分裂。参考文献：1李懋学，陈瑞阳关于植物核型分析的标准化问题J武汉植物学研究，1985，3(4)：297-3022李懋学，张赞平作物染色体及其研究技术M北京：国农业出版社，1996，1-_6O3杨大翔遗传学实验M北京：科学出版社，2004，75844中国科学院植物研究所中国高等植物图鉴(四)M北京：科学出版社，1975，201 5西南林学院云南省林业厅云南树木图志(下) M昆明：云南科技出版社，1991，1102 1 1066张磊，王启超，李志博，等中国城市汞污染及防治对策J生态环境，2004，13(3)：410-_4137陈彦云，曹君迈，李国旗，等罗布麻染色体核型分析J北方园艺，2O08，(1)：21X)-2028熊大胜，王文龙鱼腥草染色体核型分析J湖南文理学院学报，2004，16(1)：39409段承俐，李一果，杨艳琼，等三七的染色体核型分析J西南农业学报，2007，20(3)：56556710郑万钧中国树木志(四)M中国林业出版社，2004：4611一_461311祝长青，李明敏铅胁迫对甜瓜染色体核型的影响J种子，2008，27(5)：29_3112吴松权，王立