全 文 ：工业污染区繁缕微核的观察研究
卢云中 ,肖明正 ,刘振东 ,王长升　(武汉钢铁集团矿业公司金山店铁矿 ,湖北黄石 435116)
摘要　 [目的]了解工业污染区繁缕根尖细胞有丝分裂期染色体的畸变和微核。 [方法]以兰州某工业污染区采的繁缕种子为材料 ,经
过室温萌发 ,卡诺氏固定液固定 ,盐酸解离 ,石炭酸品红染色液染色 ,常规压片 ,镜检 ,进行微核鉴别。 [结果 ]处理样品有丝分裂过程中
存在着大量的染色体畸变 ,主要表现为微核的产生。在所观察的 34个染色体畸变细胞中微核数有 5种类型(8、9、10、11、12),其中以微
核数 10和 11的染色体畸变细胞为主。有染色体畸变的微核细胞小而圆 ,并且聚集成团出现 ,没有染色体畸变的正常细胞呈椭圆形 ,而
且细胞较大。 [结论]该研究为今后繁缕属植物的研究与环境污染的植物检测提供了参考。
关键词　繁缕;微核;染色体畸变
中图分类号　S567.23+9　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2010)03-01215-01
ObservationandResearchontheMicronucleusofStelariamediainIndustrialPolutedArea
LUYun-zhongetal　(JinshandianIronOreofMiningIndustryCompanyofWuhanSteelandIronCooperationGroup, Huangshi, Hubei
435116)
Abstract　[ Objective] TheaimwastounderstandthemitoticchromosomeaberationsinroottipcelofindustrialpolutedStelariamedia
andmicronucleus.[ Method] WithS.mediaseedscollectedfromsomeindustrialpolutedareainLanzhouasmaterials, theseedsgerminated
atroomtemperatureandthenthroughCarnoy sfluidfixation, hydrochloridedissociation, carbolfuchsindyeing, traditionalsquashandmicro-
scopicexamination, themicronucleuswereidentified.[ Result] Thereexistedplentyofchromosomeaberrationsduringtheprocessofmitosis
intreatedsamplesanditwasmainlyshowedthemicronucleusproduction.Inthe34 observedchromosomeaberrationcells, themicronucleus
numberhad5typesof8, 9, 10, 11and12, amongthem, thechromosomeaberrationcelswith10and11micronucleiwerethemost.Themi-
cronucleuscelswithchromosomeaberationweresmalandround, andtheywereappearedassembly.Thenormalcellswithoutchromosome
aberrationwereovalandthecelswerelarger.[ Conclusion] TheresearchprovidedreferenceforfuturestudyonStelariaplantsandenviron-
mentalpolutedplantdetection.
Keywords　Stelariamedia;Micronucleus;Chromosomeaberration
作者简介　卢云中(1970-),男 ,湖北黄石人 ,硕士 ,工程师 , 从事污染
生态学研究。
收稿日期　 2009-09-30
　　繁缕(Stelariamedia)为石竹科繁缕属植物。植物体低
矮 ,全株鲜绿色 ,种子数量多 ,休眠期长 ,茎纤弱 ,着地后的每
个茎节都能生根 ,并从叶腋萌发产生新的植株 ,因此 ,在环境
条件适宜 ,特别是在较空旷的环境中呈匍匐生长 ,是一种很
好的草坪植物材料。繁缕的茎 、叶具有活血 、去瘀 、下乳 、催
生作用 ,主要含皂苷 、黄酮 、酚酸 、氨基酸等成分。民间作为
降血脂药物应用 ,效果很好 [ 1] 。笔者对工业污染区繁缕染色
体畸变细胞微核现象进行了观察描述 ,以期为今后繁缕属植
物的研究及环境污染的植物检测提供参考。
1　材料与方法
材料采自兰州某工业污染区 ,将试验用繁缕种子于室温
下萌发 ,当根长至 1 cm时用卡诺氏固定液固定 24 h,在 60
℃、0.1mol/L盐酸中解离 9min,石炭酸品红染色液染色 ,常
规压片 ,镜检 ,进行微核鉴别与统计 [ 2-3] 。
2　结果与分析
对所观察的 34个染色体畸变细胞中微核数进行了统计
(表 1)。结果表明 ,在所观察的 34个染色体畸变细胞中微核
数有 8、9、10、11、12 5种类型 ,其中以微核数 10、11的为主 ,
有染色体畸变的微核细胞小而圆 ,并且聚集成团出现(图
1),没有染色体畸变的正常细胞呈椭圆形 ,且细胞较大
(图 2)。
3　讨论
工业污染在细胞有丝分裂周期可以直接或间接地影响
染色体行为 ,引起染色体畸变 ,直接或间接破坏了间期核结
构 ,细胞难以进入正常的分裂期 [ 4] 。工业污染诱发植物根尖
表 1　畸变细胞中微核数统计
Table1　Statisticforthenumberofmicronucleusinaberrantcel
细胞中微核数Numberofmicronucleusincel
细胞个数Numberofcels
占总细胞数的百分比∥%Percentageofthetotalcels
8 5 14.71
9 7 20.59
10 9 26.47
11 9 26.47
12 4 11.76
图 1　染色体畸变的微核细胞
Fig.1　Micronucleuscelwithchromosomeaberration
细胞分裂异常是一种错综复杂的作用 ,工业污染物如同其他
诱变剂一样 ,进入动植物机体产生一定的毒害 ,直接和间接
地影响机体的代谢及细胞分裂过程中染色体行为。染色体
畸变和微核的产生是对纺锤体 、染色体本身产生损伤的表现。
(下转第 1218页)
安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2010, 38(3):1215, 1218 责任编辑　夏静　责任校对　卢瑶
3　讨论
植物在水分胁迫时光合速率下降可分为气孔限制和非
气孔限制 2种机制 [ 3] ,这 2个主导因素一是气孔导度的下
降 ,阻止了 CO2的供应;二是叶肉细胞光合能力的下降 ,使叶
肉细胞利用 CO2 的能力降低 ,从而使胞间 CO2 含量升
高 [ 3-4] 。许大全认为 ,判断哪一个因素占优势的标准是胞间
CO2浓度变化方向而不是胞间 CO2浓度变化幅度 [ 5];而光合
作用的非气孔限制的可靠判据是胞间 CO2浓度升高和气孔
导度降低 [ 6] 。该试验中 ,水分胁迫与 CK处理相比 ,蹄叶橐
吾净光合速率 、蒸腾速率与气孔导度降低 ,但胞间 CO2浓度
升高 ,表明净光合速率的下降同时受气孔限制和非气孔限制
2种因素的双重作用 ,而且以非气孔限制为主。
水分利用效率的变化是植物抗旱策略的重要组成部
分 [ 7] ,干旱条件下植物能否适应当时的环境条件 ,最主要的
是要看它们能否很好地协调碳同化和水分消耗之间的关系 ,
也就是说水分利用效率是其生存的关键因素。当植物遭受
水分胁迫时 ,其水分利用效率必定会发生相应的变化 ,以保
持植物生长与水分消耗的平衡。该试验结果表明 ,在严重干
旱胁迫下 ,水分利用率开始较高 ,以后逐渐下降 ,并且不再回
升 ,与 CK处理达到极显著性(P<0.01)差异 ,说明严重的水
分胁迫对蹄叶橐吾的生长发育有极大的影响。
植物光合作用受到很多环境因素的影响 ,如水分 、光照
强度 、温度等。夏季高温会影响植物的正常生理活动 ,增强
其蒸腾作用 ,从而加重水分胁迫程度 ,引发和加剧光合作用
的光抑制 [ 8] ,使净光合速率降低。该试验中 ,蹄叶橐吾喜阴
湿环境 ,所以在一天的大部分光合时间里 ,实际的环境温度
远高于蹄叶橐吾光合作用的适宜温度。表明蹄叶橐吾在城
市中有一定的抗旱能力 ,但在严重的水分胁迫下 ,高温使蹄
叶橐吾净光合速率快速下降 ,蒸腾速率快速上升 ,水分利用
效率严重降低 ,从而加重了水分胁迫对蹄叶橐吾光合作用的
不利影响。所以夏季高温和干旱的气候会影响蹄叶橐吾的
生长发育 ,在其栽培管理中应及时补充水分和采取必要的降
温措施 。
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(上接第 1215页)
图 2　正常细胞
Fig.2　 Normalcel
从大量的镜检资料分析可知 ,工业污染物有害成分可能直接
作用于间期细胞核 ,破坏核骨架 ,从而诱发核突出物及核裂
团形成较高的微核数 ,畸变大多在后期 、末期出现。因而研
究由工业污染物引起的环境污染 ,将植物检测作为观察手
段 ,具一定的现实意义 ,对改善和提高人类饮用水 、农田灌溉
用水 、水生生物生存环境的质量以及植物资源的综合开发利
用也是十分重要的 [ 5] 。
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1218 　　　　　　　　　　安徽农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2009年