水质污染对蚕豆根尖细胞微核的影响

1、水质污染对蚕豆根尖细胞微核的影响陆汉祥 通州区新联中学、/. 前言 遗传伤害是污染物对人类和其他生物危害中最值得重视的问题，植物 微核作为检测环境中致变因子的方法已得到肯定。 最早的报道是美国 马德修教授在 70 年代后期用紫露草( Tradescantia paludosa )花 粉母细胞微核 (Micronacleus,MCN) 数量来测定环境的污染。 现在，这 一技术已被美国国家环境保护局定为检测环境污染的常规指标之一。八十年代初，我国山东海鲜学院方宗熙教授等也用紫露草微核观 察来检测空气和海水中的污染程度， 取得了初步的成果。 微核检测法 代替染色体畸变分析法来检测环境对生物遗传物质的

2、伤害具有简便、快速和灵敏性较高等特点。 本文用蚕豆根尖为材料， 通过观测环境中 致变污染物对生物遗传物质作用所产生的微核， 为环境污染程度提供 细胞学指标，从而为保护水源、治理污染提供科学依据。二 实验材料与方法1 实验材料：本实验所用材料是江苏南通市新联种子公司出售。测试水样为南通市新联镇新韩河卞西村段污水，以及1/1000g/L AgNO3溶液和 1/2500g/L AgNO3溶液。2 实验方法：2.1 根尖培养将蒸馏水浸湿的蚕豆包裹于潮湿的纱布中，25C,培养 2-3 天。根尖长至 0.5cm 左右，将其放在泡沫塑料块的小孔中，根 尖向下露出。再将泡沫塑料块放于不同的处理液中，使根尖染毒

3、，染 毒 24 小时。（处理液分别是： 100%新韩河卞西村段污水， 50%新韩河 卞西村段污水。 1/1000g/L AgNO3溶液、 1/2500 g/L AgNO3溶液以 及作对照用的蒸馏水。 ）2.3 恢复培养：经染毒 24 小时的蚕豆根尖（长至 1cm 左右）转至蒸馏水，恢 复培养 24 小时。2.4 根尖固定恢复培养的根尖长至 1-2cm 后，于下午 1 时左右，将根尖剪下，用新 配的卡诺固定液（无水酒精：冰醋酸 =3：1）固定 24 小时，于 70%酒 精溶液中保存，待用。2.5 根尖制片从 70%酒精中取出根尖，用蒸馏水漂洗，再放于 1N 的 HCL 中，在 60%水浴中解离

4、8-10 分钟。酸解后的根尖，在载玻片上切 取 0.5cm 长用大头针挑开，滴上几滴苯酚品红染色液染色 15-30 分钟，盖上盖玻片，压片。2.6 、观察与计数 选取根尖分生区平铺均匀的玻片置于高倍显微镜下观察，统计微核（ Micronucleus,MCN ）。每种处理液镜检 10 条根尖，每条根尖观 察约 1000个细胞，然后从各组观察的细胞总数中计算微核细胞率（%0）。微核细胞率是从出现微核的细胞为单位进行统计的，即：微核细胞率（。）二出现微核的细胞数/观察总的细胞数X1000%2.2、根尖和染毒 :三 实验结果材料组别观 察根 尖数观察 细胞 数带 有微 核细 胞数微核细胞率X2值P 值

5、显著度州新种公通区联子司新韩河污水 100%101047812912.31260.097V0.01非常显著新韩河污水 50%10 110932837.59222.093V0.01非常显著1/1000g/IAgN03109773313.1720.1360.05不显著1/2500g/IAgN0310 19909353.5320.6630.05r 不显著蒸馏水 CR1010052282.786四讨论如上表中所示，用新韩河卞西村段污水100%处理蚕豆根尖，其微核细胞率为 12.312%。，而 50 癥韩河卞西村段污水处理 的蚕豆根尖，其微核细胞率为 7.592 %。，两者与对照组蒸馏水相 比，微核细胞

6、率明显提高。经卡方（X2）检验差异非常显著。表 明新韩河污水中存在有诱发蚕豆根尖细胞产生微核的有毒物质。 新韩河污水主要为生活污水，由附近的卞西村、尹家园村、韩家 桥村村民生活污水排入及农田污水排入河中形成。此河污水浑浊,恶臭严重。生活污水来源是多方面的，首先家庭产生的污水，主 要含有的致变因子有洗衣服后产生的含洗衣粉的污水、洗涤剂洗 涤餐具后产生的含有洗涤剂的污水、镇区化粪池流出的污水等。 洗涤剂是一类具有代表性的环境污染物，有广泛的使用基础，其 潜在的致突变和致癌效应已引起人们的普遍关注，洗衣粉在生产 中含有的合成洗涤剂所占比例最大，使用量最多，其主要成分是 直链烷基苯磺酸钠 （LAS 占

7、 10-30%还有烷基苯磺酸钠， 这些 物质有毒性、 能致突变、致癌，已被公认。洗衣粉、洗涤剂是家 家户户必用的，因此必然产生许多含有有毒的生活污水，进入水 环境中，除本身的毒性外，这些化学物质间的相互作用以及其降 解后的产物对生物也有明显毒害作用。洗衣粉类有机污染物既能 诱发染色体损伤如染色体断裂等，亦能使纺锤体中毒，因而 100% 新韩河生活污水处理的蚕豆根尖细胞中出现较多的大小不等的微 核。这是由于污染物诱发产生的染色体断片在正常细胞分裂中滞 留下来的染色体断片在间期形成大小不等的微核。微核的大小取 决于染色体断片的大小，新韩河污水处理后的蚕豆根尖出现微核 的数量明显高于对照组，说明此污

8、水中含有诱发染色体断裂的污 染物，且污染程度严重，这些污染物对人类细胞也有致突变和致 癌效应。两种不同浓度的污水处理的蚕豆根尖微核细胞率也不同， 两者 间经卡方检验也存在显著性差异，经稀释过的新韩河污水处理的 蚕豆根尖微核细胞率明显下降。 说明有毒成份的浓度也减少许多， 这对治理污水、改善水质有较好的参考价值。另外生活污水中还含有食物残渣碎屑、霉烂瓜菜、枯枝败叶、 杀虫剂、建筑装饰用粘合剂、涂料、油漆、防水剂、农药等缓慢 溶解物，这些有机物或直接进入水源或漂浮在空中，或粘附堆积 在地面，经降雨淋洗和冲刷由下水道或地面进入水体， 污染水质，这些污染物也可能会提高细胞微核率。1/1000g/lAg

9、NO3溶液和 1/2500g/lAgNO3溶液处理的蚕豆根尖 微核细胞率分别为 3.172 %。和 3.532 %。，与对照组蒸馏水相比，差 异均不显著，为什么会这样？是否重金属银离子对蚕豆根尖毒理 作用很微弱呢？经观察并不是这样，AgNO3溶液处理的蚕豆根尖外 表均呈棕褐色，经镜检发现根尖表层细胞都死亡，只剩一些纤维 质细胞壁， 在根尖中心一小部分细胞略呈白色， 有可能是根尖表 层的细胞受到 Ag毒害，随着 Ag+浓度的富集提高，细胞即死亡， 而根尖中心的细胞仍是活细胞，可能是 Ag+富集的浓度还没有达到 使细胞致死的浓度，镜检时能看到中心部分的细胞，微核细胞率 比较低，浓度稀的 Ag+的微

10、核细胞率稍微高些，可能是浓度低毒害 较低，能引起较多的细胞产生微核，银离子是重金属离子，主要 是蛋白质的变性剂，能与有机配位体形成螯合物，生成可溶性的 有机络合物，Ag+还能与金属硫蛋白相结合。Ag+对染色体的影响作 用较小，这些可能是 Ag+溶液处理的蚕豆根尖微核细胞率低的原 因。在用微核检测环境水质污染的技术， 我们发现还应注意以下几 个方面：1. 染毒根尖的长度要基本一致， 以求根尖间细胞染毒同步， 下午1时左右取出根尖固定， 因为下午 1 时是根尖细胞分裂的高峰 期，此时固定后制出的切片易于观察。2. 解毒：制成的观察玻片质量的好坏， 关键一步在于解离时间的 长短，解毒一般 8-10

11、分钟，过长，细胞易破裂，过短，压片时，细胞不易铺展成薄薄的一层，细胞间容易重叠。3. 压片：切取根尖要有 0.5cm 长，保留有生长区这一部分，生长 区的细胞对处理液浓度较敏感， 容易形成微核， 压片材料要少， 免得细胞紧贴在一起，敲打盖玻片，用力要均匀。4. 压片后，应及时观察，不能过夜，否则计数会趋减，因为时间 长，细胞易于变硬。另外，因机械作用而易破碎，从而影响计 数。微核实验选材很重要。 如以蝌蚪为实验材料， 由于蝌蚪受到时 间、季节的限制，限制其必须在变态之前做实验，因此，她的推 广就有一定局限性，而且蝌蚪在养殖过程中容易死亡，再者取蝌 蚪心脏血液有一定困难，因为蝌蚪本身就小，血液也

12、很少。用紫 露草作实验材料，由于紫露草是进口的，不易找到，分布不广， 不能就地取材，再者由于紫露草的生长、开花受季节和气温影响 显著。因此，它的推广和应用就有一定局限。用洋葱或百合根尖 为材料，由于时间长，不能快速得出实验结果。本实验所用材料为市售蚕豆， 蚕豆发芽时间短， 分布地区也比 较广，可以就地取材，整个实验过程所需时间短，一般 5-7 天就 可完成。不像其他实验材料，所需时间、费用较多。蚕豆为实验 材料，而且效果好，所用设备简单。蚕豆根尖细胞微核检测系统 可以代替中期染色体畸变方法，而应用于短期生物筛检是一项在 某种程度上能够反应外源性因素对染色体损伤的、又较简易快速的技术。而且，蚕豆根尖细胞微核检测系统有较宽的检测谱，可以定量，包括水溶性或非水溶性的药品、农药和环境污染物等外源性物质的作用强度，为预防医学、环境保护等提供毒理学资料。附:1 100%新韩河污水处理蚕豆根尖细胞出现的微核2Ag+溶液处理蚕豆根尖细胞出现的微核Ip350%新韩河污水