張婷 鄭燕玲 蘇敏

(福建師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 福建福州 350108)

明礬是含有結(jié)晶水的硫酸鉀和硫酸鋁的復(fù)鹽。明礬晶體在空氣中會揮發(fā),但對人體無害;其中含有的鋁對人體有害,長期飲用明礬凈化的水,可能會引起老年性癡呆。明礬對許多高等動(dòng)物和植物具有明顯的誘變效應(yīng)。

目前,蠶豆根尖細(xì)胞微核測定監(jiān)測淡水污染物和檢測化學(xué)誘變劑的研究已列入國家生物監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(水環(huán)境部分),并推廣應(yīng)用于大氣、廢水、土壤等的致突變活性檢測。蠶豆與小鼠在分類上屬于同一個(gè)層次,蠶豆染色體的損傷可以在一定程度上反映同樣暴露條件下哺乳動(dòng)物遺傳物質(zhì)的損傷[1]。蠶豆和動(dòng)物之間對環(huán)境致突變物所引起的染色體畸變等定性反映的一致性可達(dá)99%以上,可指示各理化因子對生物和人類的潛在影響。

1 材料和方法

1.1 化學(xué)試劑

化學(xué)級別明礬、青皮蠶豆。

1.2 根尖制備

取適量沙土將水土混合,青皮蠶豆于40℃溫水中浸泡4小時(shí)后埋入沙土,靜候2～3天后待蠶豆主根長至1.0-1.5cm時(shí)將主根剪掉約0.5cm,促使大量側(cè)根長出,換新土繼續(xù)培養(yǎng),待蠶豆側(cè)根長至1.0-1.5cm時(shí),選取側(cè)根粗壯健康蠶豆進(jìn)行明礬處理。

1.3 明礬處理

以0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.2、1.5mg/ml的濃度梯度配置明礬溶液,對照組使用等量蒸餾水,將溶液倒入培養(yǎng)蠶豆的沙土中,貼上對應(yīng)標(biāo)簽,在常溫下染毒28h。

1.4 細(xì)胞有絲分裂與微核制備

將蠶豆用超純水沖洗2～3次,自根冠端切取1cm,用卡諾固定液固定8h。制片并在對應(yīng)裝片上貼好標(biāo)簽,觀察2000～3000個(gè)細(xì)胞并統(tǒng)計(jì)細(xì)胞微核千分率,并進(jìn)行顯微攝影。(微核存在于胞質(zhì)中,大小約為主核的1/10～1/30,圓形或橢圓形,顏色與主核一致或略淺于主核[2]。微核率=微核細(xì)胞數(shù)/觀察的細(xì)胞總數(shù)×1000‰)

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

運(yùn)用t檢驗(yàn)對蠶豆根尖細(xì)胞微核率進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

明礬誘導(dǎo)的根尖微核實(shí)驗(yàn)經(jīng)分析得出,不同濃度明礬溶液對蠶豆根尖細(xì)胞具有不同程度的影響。蠶豆根尖細(xì)胞微核率隨著明礬溶液濃度的增大呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。當(dāng)明礬溶液濃度介于0-0.5mg/ml時(shí),蠶豆根尖細(xì)胞微核率呈直線上升趨勢,除0.1mg/ml時(shí)因明礬濃度較低無明顯顯著率外,明礬溶液濃度在0.3mg/ml時(shí)有顯著差異,在0.5mg/ml時(shí)差異極顯著,說明在這該濃度時(shí)明礬溶液對蠶豆根尖微核的產(chǎn)生具有顯著誘導(dǎo)效應(yīng),能產(chǎn)生遺傳毒性;明礬濃度于0.5-1.5mg/ml時(shí),蠶豆細(xì)胞微核率呈下降趨勢,但下降速度緩慢。濃度為0.7、0.9mg/ml時(shí)具有極顯著差異,濃度為1.2、1.5mg/ml時(shí)具有顯著差異,可看出雖然蠶豆細(xì)胞微核率具有下降趨勢,但仍比對照組高,分析原因可能是當(dāng)明礬溶液濃度處于0.7-1.5mg/ml時(shí),較高濃度的明礬溶液對蠶豆根尖細(xì)胞造成嚴(yán)重傷害,使根尖細(xì)胞活性大大降低,頻臨死亡,細(xì)胞生長受到抑制,細(xì)胞周期延遲[3]。細(xì)胞分裂次數(shù)減少,從而減少了微核形成的機(jī)率,從而表現(xiàn)出蠶豆根尖細(xì)胞微核率下降的趨勢;或是在細(xì)胞中間代謝過程中生物轉(zhuǎn)化酶系統(tǒng)受到抑制,指示突變效應(yīng)反而降低[4]。

3 結(jié)論與討論

蠶豆根尖細(xì)胞微核實(shí)驗(yàn)與動(dòng)物試驗(yàn)方法之間對環(huán)境致突變物引起的染色體畸變等定性反應(yīng)的一致性可達(dá)到99%以上,是非常合適的實(shí)驗(yàn)材料。引起細(xì)胞產(chǎn)生微核的主要原因有:(1)化學(xué)毒性物質(zhì)損傷所致的微核;(2)細(xì)胞組成成分缺乏所致微核;(3)其他因素。本實(shí)驗(yàn)中明礬溶液對蠶豆根尖細(xì)胞的微核產(chǎn)生具有顯著誘導(dǎo)效應(yīng),微核率變化曲線隨明礬溶液濃度的增加呈現(xiàn)先上升后緩慢下降的趨勢,明礬溶液濃度為0.5mg/ml時(shí)微核率具峰值。在明礬溶液濃度較低時(shí),根尖細(xì)胞能進(jìn)行細(xì)胞分裂,但因?yàn)槊鞯\對細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用,造成部分細(xì)胞染色體失去著絲粒形成染色體斷片,形成微核[4]。明礬濃度較低時(shí)微核率隨濃度增高;當(dāng)明礬溶液濃度高于0.5mg/ml時(shí),過高的溶液濃度對根尖細(xì)胞的毒害作用大,造成根尖細(xì)胞無法正常分裂或細(xì)胞周期延長,細(xì)胞分裂次數(shù)減少,故微核率下降[5]。本實(shí)驗(yàn)所有明礬溶液濃度對根尖細(xì)胞微核率均具有提升作用,說明微核率同溶液濃度呈正相關(guān)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,明礬在一定濃度范圍內(nèi)有致畸突變效應(yīng),家畜、人類若經(jīng)常接觸由明礬凈化的水源勢必會造成遺傳物質(zhì)受到傷害,使用蠶豆根尖細(xì)胞進(jìn)行微核實(shí)驗(yàn)對水環(huán)境中明礬污染進(jìn)行監(jiān)測,是一種高效、快速、便捷的方法。

[1]張江麗,王淑敏,高永闖,等.洗發(fā)水對蠶豆根尖細(xì)胞遺傳毒性的研究[J].環(huán)境與健康雜志,2009,26(9),812-813.

[2]葉亞新,等利甩蠶豆根尖做棱法監(jiān)測工業(yè)廢水污染的研究[J].鐵道師院學(xué)報(bào),1993,10(1):30-35.

[3]阮萃才,等.蠶豆根尖撒棱技術(shù)監(jiān)測環(huán)境污染物的誘變活性[J].環(huán)境科學(xué),1992,13(4),56-58.

[4]張江麗,王聰艷,李茜茜,等.洗衣粉對蠶豆根尖細(xì)胞遺傳毒性效應(yīng)的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(22):11967-11968,11970.

[5]KAM1TANI S.Observation on the male 10th abdominal segment in Deltoeephalini.Paralimnini and their allies(Homo ptera:Cicadellidae:Deltocephaliae)[J].Esakia,1998,38:105-112.