高惠仙，張曉紅

（太原師范學(xué)院生物系，山西太原 030031）

隨著化工業(yè)和農(nóng)業(yè)規(guī)?；a(chǎn)的發(fā)展，各種除草劑相繼問(wèn)世，其種類(lèi)和產(chǎn)量與日俱增，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有越來(lái)越重要的地位。目前，全球除草劑的產(chǎn)量占農(nóng)藥總產(chǎn)量的1/3以上，美國(guó)、德國(guó)除草劑的產(chǎn)量占農(nóng)藥總產(chǎn)量的60%以上。近年來(lái)，我國(guó)已經(jīng)投產(chǎn)的除草劑有10多個(gè)品種，其中，百草枯、丁草胺、2，4-D丁酯、除草醚的產(chǎn)量約占農(nóng)藥總產(chǎn)量的20%。除草劑殘留物給經(jīng)濟(jì)作物生產(chǎn)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失。微核實(shí)驗(yàn)在1986年已經(jīng)被我國(guó)環(huán)保局列為環(huán)境污染生物測(cè)試規(guī)范方法，在我國(guó)環(huán)保部門(mén)和醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于監(jiān)測(cè)環(huán)境污染物的致突變性[1-2]。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者多采用微核實(shí)驗(yàn)檢測(cè)、評(píng)價(jià)水體污染物對(duì)動(dòng)物遺傳物質(zhì)的損傷及毒理效應(yīng)[3-6]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)有關(guān)蠶豆根尖微核實(shí)驗(yàn)的研究成果已有報(bào)道[7-10]，但關(guān)于除草劑誘導(dǎo)蠶豆微核的研究相對(duì)較少。

本研究以蠶豆根尖微核實(shí)驗(yàn)來(lái)檢測(cè)除草劑對(duì)蠶豆根尖細(xì)胞遺傳物質(zhì)的毒害作用，探討除草劑對(duì)環(huán)境的污染程度，旨在為除草劑的合理使用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

百草枯（河南雷力化工有限公司）、丁草胺（南通維立科化工有限公司）、2，4-D丁酯（南京艾森精細(xì)化工有限公司）、蠶豆（山西太原）均購(gòu)于山西高新農(nóng)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)，醋酸洋紅染液、鹽酸、卡諾氏液、乙醇、醋酸皆為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 方法

1.2.1 蠶豆發(fā)根 選取新鮮、飽滿(mǎn)、大小均勻的蠶豆種子，放入盛有蒸餾水的燒杯中，浸泡24 h，將吸脹的種子放于有紗布的瓷盤(pán)中（澆灑蒸餾水保持濕度），置于23℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2～3 d，在大部分初生根長(zhǎng)至1～2 cm時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1.2.2 誘變 選取90根生長(zhǎng)良好、根長(zhǎng)一致的初生根，每5根1組。百草枯、丁草胺、2，4-D丁酯分別設(shè) 0.1，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 mol/L 6 個(gè)濃度，染毒蠶豆初生根組24 h，以蒸餾水為對(duì)照組。誘變處理后的初生根用蒸餾水浸洗3次，然后在蒸餾水中恢復(fù)培養(yǎng)24 h。

1.2.3 制片 從恢復(fù)培養(yǎng)后的蠶豆根尖頂端切下1cm長(zhǎng)的幼根，用卡諾氏液固定24h，換入70%乙醇中，4℃冰箱中保存。采用常規(guī)解離、染色、壓片鏡檢[8]，觀察不同處理組及對(duì)照組的微核。

1.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 每一處理選取5個(gè)根尖，每個(gè)根尖制作1個(gè)玻片，每玻片觀察200個(gè)細(xì)胞，統(tǒng)計(jì)微核細(xì)胞百分率。所得數(shù)據(jù)采用SPSS軟件進(jìn)行方差分析。

污染指數(shù)=樣品實(shí)測(cè)微核細(xì)胞率/對(duì)照組微核細(xì)胞率[11]。污染指數(shù)0～1.5為無(wú)污染；1.6～2為輕度污染；2.1～3.5為中度污染；3.5以上為重度污染。

2 結(jié)果與分析

2.1 除草劑對(duì)蠶豆根尖微核細(xì)胞率的影響

百草枯、2，4-D丁酯和丁草胺對(duì)蠶豆根尖均具有很強(qiáng)的誘變致畸效應(yīng)（圖1）。不同除草劑對(duì)蠶豆根尖微核細(xì)胞率的誘導(dǎo)存在差異（表1），丁草胺誘導(dǎo)的微核細(xì)胞率（4.94%）最高，2，4-D丁酯（4.88%）次之，百草枯（4.66%）最低。

2.2 除草劑對(duì)蠶豆根尖微核細(xì)胞率的影響

由表1可知，百草枯、2，4-D丁酯和丁草胺6個(gè)濃度組誘發(fā)的微核細(xì)胞率均顯著高于對(duì)照（P＜0.01），且每一種除草劑6個(gè)濃度所誘變的微核細(xì)胞率存在顯著差異（P＜0.01）。在0.1～1.0 mol/L范圍內(nèi)，微核細(xì)胞率隨濃度的升高而顯著增加，反映出明顯的劑量效應(yīng)關(guān)系。

表1 3種除草劑對(duì)蠶豆根尖微核細(xì)胞率的影響

2.3 3種除草劑污染指數(shù)

3種除草劑的污染指數(shù)列于表2。

表2 3種除草劑污染指數(shù)

由表2可知，百草枯、2，4-D丁酯低濃度（0.1 mol/L）的污染指數(shù)在2.1～3.5之間，為中度污染，其余濃度組皆在3.5以上，為重度污染。丁草胺所設(shè)的全部濃度中，其污染指數(shù)皆在3.5以上，為重度污染，且在高濃度時(shí)，污染指數(shù)最高。

3 討論

3.1 除草劑對(duì)蠶豆根尖微核細(xì)胞的誘導(dǎo)

3種除草劑對(duì)蠶豆根尖細(xì)胞具有較強(qiáng)的誘變作用，對(duì)蠶豆根尖細(xì)胞微核細(xì)胞的影響存在差異，其中，丁草胺污染指數(shù)較高。其原因可能是各種除草劑的組成成分存在差異。百草枯為聯(lián)吡啶類(lèi)化合物，白色粉末，不易揮發(fā)，易溶于水，稍溶于丙酮和乙醇，在堿性介質(zhì)中不穩(wěn)定[12]；2，4-D丁酯中含有雜質(zhì)四氯苯丙二噁英，其具有強(qiáng)烈的致癌、致突變作用[5]；丁草胺為酰胺類(lèi)除草劑，進(jìn)入細(xì)胞后有很強(qiáng)的致畸變作用[13]。

3.2 除草劑對(duì)蠶豆根尖微核細(xì)胞率的影響

3種除草劑在較低濃度時(shí)即可誘導(dǎo)蠶豆根尖細(xì)胞產(chǎn)生微核，微核細(xì)胞率都隨除草劑濃度升高而增加。其原因可能是除草劑不同濃度對(duì)分裂期細(xì)胞紡錘體造成破壞[14]，使細(xì)胞核染色體斷裂、丟失、結(jié)構(gòu)破壞，從而形成微核；也可能是除草劑進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)胞內(nèi)的超氧陰離子濃度增加，破壞DNA結(jié)構(gòu)形成微核[6]。隨除草劑濃度的增加，其改變了蠶豆根尖細(xì)胞質(zhì)膜的透性，使誘變劑中有毒物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞及細(xì)胞核，從而切斷DNA分子或核中其他大分子的程度不同，致使其微核細(xì)胞率升高[10]。

由以上分析可知，殘留在土壤中和果實(shí)上的除草劑具有潛在的遺傳危險(xiǎn)性。丁草胺的毒性高于百草枯和2，4-D丁酯，百草枯的危害性較小。研究表明，2，4-D丁酯對(duì)谷子的安全性最差[15]，不同品種的除草劑其功效和危害性不同[16-17]。

目前，對(duì)除草劑誘變性的研究結(jié)果不一。除草劑是一種有機(jī)污染物，可通過(guò)各種途徑（如土壤、水源）污染糧食、水果、蔬菜等，給人類(lèi)帶來(lái)一定的危害。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，除草劑越來(lái)越多地被應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，關(guān)于除草劑潛在的遺傳危險(xiǎn)性、除草劑的致畸變和致癌作用以及在生物中的富集作用有待進(jìn)一步研究。

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