全 文 :广州师院学报 (自然科学版)
JOURNAL OF GUANGZHOU NORMAL UNIVERSITY
(NATURAL SCIENCE EDITION)
第 19卷 第 11 期 No.11 Vol.19
我国紫露草生物分析方法的研究与应用概况
蔡亚娜 缪绅裕 郑燕玲
(广州师范学院生物学系 , 510400)
摘 要 中国是一个发展中国家 , 在现代化建设的进程中 , 也面临着生态破坏和环境污染的严
峻挑战 , 因而发展和应用快速 、 经济 、 准确的监测方法来监测环境污染 、 评价环境质量是迫切
需要的。本文简要地介绍了在马德修教授的关心与帮助下 , 紫露草生物分析方法 (微核和雄蕊
毛)在中国得到了蓬勃发展与广泛应用的概况 , 并提供了近 16 年来所发表的论著题录。目前紫
露草生物分析方法正在中国为促进环境保护和人体健康发挥积极的作用。
关键词 紫露草;微核;雄蕊毛;中国
中国是一个有着 12 亿人口的发展中国家 , 在中国的现代化建设的进程中 , 也面临着
生态破坏和环境污染的严峻挑战 , 这个问题已经受到中国政府和中国科学家 , 特别是遗传
毒理学家们的密切关注 , 积极发展和引进不同类型的测试系统 , 并建立起一系列的规范化
措施[ 1] 。
应用植物监测环境污染 , 已有 100 多年的历史。据文献报道 , 用作监测的植物也有数
百种之多;但发展到现在 , 仅紫露草在监测环境诱变剂和评价环境污染方面得到广泛的推
广与应用。1988 ~ 1991 年 , 由国际化学物安全署 (IPCS)所组织 、 支持 , 全世界有 10 个
国家 17个实验室参加的 “植物测试系统的国际协作研究” , 更进一步为紫露草测试系统的
适用性提供了科学的证据 , 并建议向国际社会推荐[ 2 ~ 4] 。目前 , 在联合国环境规划署的资
助下 , 由紫露草微核测试系统的创始人马德修教授*正在筹建 “全球环境生物监测系统”
和成立 “植物生物监测国际项目”[ 5] 。我国在这一领域中 , ? 在马德修教授的直接关心下
也取得了长足的进展 。
1979年夏 , 应我国山东海洋学院副院长方宗熙教授之邀 , 马德修教授来青岛访问 ,
在山东海洋学院作了题为 “利用紫露草微核监测环境污染物” 的学术报告 , 并参观了该学
院生物学系的遗传学实验室 , 提出了进行合作研究的建议。从 1980 年 7 月开始 , 由马德
修教授代表美国西伊里诺斯大学和中国科学院海洋研究所及山东海洋学院进行了三方面的
合作研究 , 取得了满意的结果 。
*马德修 (Te-Hsiu Ma):现任美国西伊利诺大学生物系及环境管理研究所教授 、 联合国世界卫生组织化学品安全
国际项目负责人 、 美国环境保护委员会顾问 、 国际环境诱变剂学会刊物 《Mutat ion Research》 (突变研究)编委
马德修教授曾先后 7 次来我国举办讲习班和研讨班 , 受培养的人员遍及全国各省 、
市 , 极大地表现出对祖国的热爱和诲人不倦的精神 , 为在我国开展这一领域的学术交流 、
培训我国的科技人员作出了积极的贡献 (见附表)。
附表 马德修教授来华简表
序 日 期 地点 内 容
1 1979 青岛 “利用紫露草微核监测环境污染物” (演讲)
2 1983.7.20~ 28 青岛 紫露草微核技术讲习班
3 1985.7.28 ~ 8.5 青岛 紫露草微核技术讲习班
4 1987.7.24 ~ 8.6 青岛 染色体/染色单体畸变和微核生物测定法研讨讲习班
5 1988.11.25 上海 “环境污染物检测 (Trad.MCN)计算机图像分析系统” 鉴定会
6 1992.6.8 ~ 13 昆明 紫露草雄蕊毛突变技术讲习班
1992.6.14~ 16 广州 “世界性环境监测之计划及展望” (演讲)
1992.6.13~ 22 桂林 紫露草雄蕊毛突变技术讲习班
7 1995.11.20~ 24 青岛 国际植物监测环境污染讲习班
与此同时 , 中国环境诱变剂学会全国微核研究协作组也曾分别在武汉 (1985)、 桂林
(1986)、 昆明 (1987)、青岛 (1988)、 广州 (1988)等地积极举办包括紫露草生物分析方
法在内的微核测试讲习班和研讨会 , 仅广州地区在 1988 年 4 月和 7 月就连续举办过两期。
1986 年 6月 21 ~ 25 日 , 中国从事紫露草生物分析方法研究和应用的部分单位曾会聚在广
西桂林植物研究所举行了研讨会。在较短的时间内 , 紫露草生物分析法在我国就得到迅速
的发展和应用 , 并为我国政府部门认可和接纳 。1986 年国家环保局公布的 《环境监测技
术规范》 , 就将紫露草微核测试列为 4 项致突变物的监测项目之一;由余叔文等编写的
《大气污染生物监测方法》 、林丽明等编写的 《环境生物学》 都有专门的章节介绍紫露草生
物分析法的意义 、原理与操作程序 。
山东海洋学院及中国科学院海洋研究所在引进 、 研究 、推广紫露草生物分析方法方面
起了重要作用。他们多次热心地配合马德修教授举办讲习班;同时 , 他们应用这一技术对
青岛的大气 、自来水和市区的主要河流 、农药厂 、汽车站 、 X射线 、 农药 、 土壤 、海水等
进行了广泛地研究 , 并多次撰文综述 , 积极发表论著 , 迅速地引导着我国的科技工作者参
加到这一领域中来。
广西桂林植物研究所以陈锐章研究员为首的紫露草研究组代表我国参加世界卫生组织
化学品安全署植物测试系统的国际合作研究 , 并出席了 1991 年在圣彼得堡召开的第一阶
段协作研究的总结会议;在国内 , 领导着中国环境诱变剂学会植物检测系统学组织的活
动 , 多次组织以紫露草生物分析法为主的讲习班 、研讨会 (1986 、 1992), 并在广西植物
研究所建立了紫露草实验材料栽培基地 , 陈锐章研究员所领导的研究小组除了完成 IPCS
国际合作项目外 , 还应用紫露草雄蕊毛突变法对中国大田经常使用的 9 种农药进行了检
76 广州师院学报 (自然科学版) 第 19 卷
测 , 以评价它们的遗传毒性 , 为我国安全使用农药提供了更全面的依据。综上所述 , 他们
的成绩与贡献已是不言而喻的了。
中国原子能科学研究所胡征兰等曾于 1983 ~ 1987 年间应用紫露草微核测试技术对我
国自行设计 、自行建造的秦山核电站周围的水样进行了本底调查 , 结果表明:用紫露草四
分体微核测试系统法的结果与常规的化学监测方法有较好的一致性;与此同时 , 他们还用
紫露草四分体微核测试法对多种不同浓度的低水平放射性溶液及低剂量的射线外照射进行
研究;还现场监测了125I生产厂房内的空气及研究院周围 “监测井” 的水样。大量的研究
工作进一步证实紫露草微核技术对监测低水平放射性物质的灵敏性 。
为了提高紫露草四分体微核分析技术的精度和效率 , 以适应大量样品粗筛的需要 , 在
国家七·五攻关项目 “通用 、快速图像处理分析系统” 和中国科学院自然科学基金的资助
及马德修教授的指导下 , 从 1986 年开始 , 由中国科学院海洋研究所 、上海复旦大学 、 美
国西伊利诺大学共同将现代化计算机图像分析技术与环境污染物紫露草四分体微核分析技
术相结合 , 开展了计算机学科和环境学科交叉的联合攻关研究 , 经过三年的努力 , 于
1988 年共同研制成功了 “环境污染生物检测计算机图像分析系统” , 并于同年由国家教委
主持通过了成果鉴定。该系统不仅减少了目测时所产生的主观误差 , 还提高了计数的速
度 , 具有客观 、 准确 、高速等特点 , 这项研究成果当时在国内外均未见报道。
四川省环境保护科研监测所从 1985 年开始对由国家环保局组织编写的 《环境监测技
术规范》 中关于紫露草微核技术进行了重点研究和全面论证;在获得大量实验数据的基础
上 , 对 “规范” 中的某些检测程序提出了修正意见;建立了紫露草屋顶锯木屑栽培技术;
并开展了各种应用性研究 , 诸如:应用紫露草微核技术探讨了癌症高发区四川自贡市釜溪
河水质中的诱变物;对四川省峨嵋县城区地面水 、生活饮用水水质和工业废水 、生活污水
进行了评价;在课题进行期间加强了与全国各地的交流 , 积极介绍推广技术和提供紫露草
植株 。他们在 1988 年 9 月进行了课题鉴定 , 并在鉴定材料的结束语中写道:“在生物监测
技术规范所列的 20 几个监测项目中 , 除细菌总数和总大肠菌群外 , 没有哪一个监测项目
从监测材料 、监测方法到推广应用的范围以及人员培训能和紫露草微核技术相比” 。
紫露草生物分析方法在中国得到了蓬勃的发展和广泛的应用 , 包括环境科学 、 医学 、
农学 、药学 、海洋学 、生物学 、肿瘤学 、遗传毒理学以及核工业 、 化工业 、造纸业 、钢铁
工业 、石化工业 、食品业 、辐射防护 、 预防医学等方方面面。由于篇幅所限 , 我们不能逐
一介绍 , 但是我们乐意以参考文献的形式提供一份中国紫露草生物分析法的研究论著题录
(1981 ~ 1996)。这份题录虽非十分完备 , 特别是对近期的工作收录实是挂一漏万 , 但从中
已可洞悉紫露草生物分析法在我国研究 、应用与发展的主要概况 。据本文的不完全统计 ,
此项技术已在我国 3/4 以上省市中的大专院校 、 研究机构及有关单位中开展 , 已达到一定
的深度和相当的广度 , 并准确可信地掌握了技术的关键和要领。在不算太长的 16 年中 ,
全国就有 60 余种学术性刊物和出版社发表了近120篇论著 , 推动了这一快速 、 经济 、敏捷
的测试方法在发展中国家的开展 , 反映出紫露草生物分析方法正在为促进环境保护和增进
人体健康发挥着积极的作用。但不足之处是我国在这一领域的研究尚局限于比较自发和散
在的状态 , 如果能够结合我国国情 , 有组织 、有重点地集中力量开展协作性研究 , 将会更
有成效。为此 , 我们希望这份题录能有利于我国科技工作者开展紫露草生物分析法的地区
77第 11期 蔡亚娜等:我国紫露草生物分析方法的研究与应用概况
间 、 实验室间和国际间的协作研究 , 积极参加植物分析的全球监测系统 , 与这一领域的国
际活动接轨。
参 考 文 献
1 Hsuch JL , Tan CC.Environmental mutagenesis in China.Fifth International Conference on Environmental Mutagens.Symposium
on Genetic Toxicology in Developing Countries , Mexico , 1989
2 Sandhu SS , et al.Status report of the International Programme on Chemical Safety′s Collaborative Study on plant test systems.Mut
Res , 1991, 257:19
3 Grant WF.The present status of higher plant bioassays for the detection of environmental mutagens.Mut Res , 1994 , 310:175
4 Sandhu SS , et al.Results and recommendations.Mut Res , 1994 , 310:257
5 Grant WF.A brief hi storical background on the use of higher plant bioassays for monitoring and testing for environmental mutagens.
On the “Hands-on Workshop on plant Bioassays” of the International Program of Plant Bioassays , Qingdao , 1995
附录:紫露草生物分析方法在中国的研究与应用题录 (1981 ~ 1996)
1 方宗熙.中美合作研究用植物细胞微核监测环境污染物的报告.山东海洋学院学报, 1981 , 11 (1):1
2 马德修.紫露草微核对环境污染物的监测法.山东海洋学院学报 , 1981 , 11(2):65
3 陈登勤等.用紫露草微核技术监测海水污染的初步研究.山东海洋学院学报 , 1981 , 11 (2):80
4 马德修 , 方宗熙 , 林光恒等.山东紫露草对诱变剂的敏感性.山东海洋学院学报 , 1981 , 11 (4):47
5 马德修等.用紫露草微核技术对青岛某工业区空气和污水及常用农药滴滴畏 (DDV)的生物测定.山东海洋学院学
报 , 1982 , 12(2):51
6 陈登勤.维生素C 和亚硒酸钠在污染海水中降低用紫露草微核率的作用.山东海洋学院学报 , 1982 , 12(2):55
7 陈登勤等.紫露草微核技术对青岛胶洲湾几个污染海区水质的测定.环境科学 , 1982 , 3(3):35
8 陈登勤等.用紫露草微核技术监测海上石油污染.环境污染与防治 , 1983 , (2):39
9 敦婉如等.紫露草微核法与化学分析法监测河流污水的对比试验.环境科学学报 , 1983 , 3(2):85
10 陈登勤等.紫露草微核技术对青岛几个工厂污水监测的初步实验.环境科学 , 1983 , 4 (4):45
11 侯家龙等.激光诱变植物细胞微核测定法.山东激光 , 1984 , (1):49
12 张学成等.用紫露草微核技术探测铬诱变作用和半胱氨酸的抑制效应.山东海洋学院学报 1984 , 14 (1):80
13 侯家龙等.室外和冬季温室内紫露草微核率变化情况的观测.山东海洋学院学报 , 1984, 14 (2):53
14 王英彦等.平阳霉素诱发紫露草四分体和蚕豆根尖细胞微核的剂量效应及其相互关系.环境污染与防治 , 1984 ,
(4):4
15 陈登勤等.海水污染监测新方法———紫露草微核技术.海洋科学 , 1984 , (4):59
16 侯家龙等.温度急剧变化对紫露草微核的诱变作用.遗传 , 1984 , 6(6):15
17 董宝贤等.氯气污染的监测和绿化树种的净化.水土保持通报, 1984 年专辑:36
18 王永征等.用紫露草微核技术测定农药敌虫菊酯 、 涕灭灵 、 多菌灵的诱变性的实验.昌潍医学院学报 , 1985 ,
(1):6
19 侯家龙等.紫露草 (Tradescantia paludosa)对铯-137 的敏感性试验.生态学杂志, 1985 , (1):25
20 敦婉如等.植物细胞染色体畸变监测铅污染的效能.中国环境科学 , 1985 , 5 (1):45
21 曾定木.应用紫露草微核技术对福州印染厂的工业废水监测试验.福建师大学报 (自然科学版), 1985 , (2):79
22 侯家龙等.紫露草微核技术在低温季节的应用.中国环境科学, 1985 , 5(4):8
23 罗孟华.用紫露草微核技术监测饮用水.四川环境 , 1985 , 4 (4):28
24 陈登勤.遗传学原理在海洋环境保护中的应用.海洋环境科学, 1985 , 4(4):38
25 董宝贤等.土壤污染物诱发动 、 植物微核率的比较研究.环境污染与防治 , 1985 , (5):35
26 陈登勤等.两种紫露草对海水污染物敏感性的比较实验.海洋学报 , 1985 , 7 (5):656
27 金维明等.南四湖水污染物诱变性研究———紫露草微核试验报告.海洋湖沼通报 , 1986, (1):39
78 广州师院学报 (自然科学版) 第 19 卷
28 林泰禧等.甲醛污染水的生物学效应.环境科学 , 1986 , 6 (1):107
29 王英彦等.紫露草四分体微核技术中的几个问题.环境科学 , 1986 , 7(2):77
30 陈登勤等.紫露草微核技术在啤酒酵母菌解毒重金属离子中的观察.山东海洋学院学报 , 1986, 16(3):60
31 龚瑞忠等.化学农药对生态环境安全评价研究 VI.用紫露草微核技术测定农药的毒性.农村生态环境 , 1986 ,
(4):12
32 陈洪涛等.应用紫露草微核技术对车间环境致突变物的监测.中华劳动卫生职业病杂志 , 1986, 4 (4):237
33 中国环境监测总站编.紫露草微核技术.见:环境监测技术规范 (第四册), 国家环境保护局出版 , 1986
34 胡增淼.紫露草对32P的吸收分布及其微核效应.海洋湖沼通报 , 1987 , (1):64
35 侯家龙.紫露草微核技术推广中的若干问题.生态学杂志 , 1987 , 6(2):51
36 范玲南等.低温季节紫露草开花条件的初步研究.四川环境 , 1987 , 6(3):52
37 侯家龙等.用紫露草微核技术监测土壤氟污染的试验.土壤通报 , 1987 , 18 (5):235
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39 彭桂英等.紫露草试验材料标准化生产问题.环境科学 , 1987 , 8 (6):86
40 王永征等.用紫露草微核技术初筛三种农药诱变性的实验.工业卫生与职业病 , 1987, 13 (6):366
41 张丽生等.肝癌高发区水体污染的微核效应及其致癌危险性研究 , 癌症 , 1988 , 7 (1):1
42 陈登勤等.藻酸双酯钠 (PSS)遗传毒理学效应的初步研究.青岛海洋大学学报 , 1988 , 18 (1):48
43 曾定木等.植物根尖微核与四分体微核技术对诱变剂和工厂废水的监测试验.福建师大学报 (自然科学版),
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44 陈登勤等.紫露草微核监测法在海洋酵母菌解毒重金属离子中的应用.环境科学学报 , 1988, 8 (1):79
45 潘言明.生物微核及其在环境监测上的应用概况.农业环境保护 , 1988 , 7(2):41
46 徐晋麟等.用改良微核技术监测水质的初步报告.安徽大学学报 (自然科学版), 1988, (2):77
47 胡本君等.应用紫露草微核技术对南充市西河水中致突变物的监测.环境与健康杂志 , 1988, 5 (3):37
48 高绪平.空气污染的植物监测.环境科学 , 1988 , 9 (5):65
49 伊虎英等.粉煤灰对紫露草的染色体畸变和微核率的影响.中国环境科学 , 1988 , 8 (6):30
50 王现.利用紫露草微核技术监测昆河下游水质污染的研究.农业环境保护 , 1988 , 7 (6):31
51 徐惟安.植物在监测环境诱变剂中的应用.国外医学卫生分册, 1988 , (6):321
52 袁妙葆 , 蒋美珍.紫露草微核技术在电镀污水监测中的应用.城市环境与城市生态 , 1989, 2 (1):8
53 余瑞兰.应用紫露草微核技术监测造纸废水的毒性与诱变性.广州环境科学 , 1989 , 3
54 李秉道等.应用植物细胞微核技术检测食品中的诱变剂.食品与发酵工业 , 1989 , (3):71
55 汪引宣等.利用紫露草微核技术监测两种食品添加剂诱变效应.暨南大学学报 (自然科学与医学版), 1989 , (3):
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56 费建安等.紫露草微核技术在环境监测中的应用.上海环境科学 , 1989 , 8(8):31
57 伊春玲.紫露草微核技术监测乌鲁木齐市地下水.环境与健康杂志 , 1990 , 7 (1):37
58 汪引宣等.联苯胺与咖啡因对紫露草微核的敏感性试验.癌变·畸变·突变 , 1990 , 2 (1):39
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突变 , 1990 , 2(2):43
60 郑易之 , 张东旭等.紫露草雄配子体的发生.东北师大学报 , 1990 , (2):49
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62 李来玉.环境诱变剂的植物细胞微核监测—紫露草四分体微核和蚕豆根尖微核.广石化科技信息 , 1990 , (3):21
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65 徐美菊等.用紫露草微核技术对环境中烟气污染诱变性的检测.环境生物监测 (内部交流), 1990 , p.2
66 汪引宣 , 陈岳.利用紫露草微核监测二甲苯和氮氧化物气体的诱变效应.环境生物监测 (内部交流), 1990 , p.27
67 张西萍等.美国紫露草 03#在兰州地区栽培技术的研究.甘肃环境研究与监测 , 1991 , (1):7
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79第 11期 蔡亚娜等:我国紫露草生物分析方法的研究与应用概况
69 朱云霞等.紫露草微核技术在监测环境中致突变物的应用研究 (摘要).癌变·畸变·突变 , 1991, 3 (2):64
70 费建安等.紫露草微核法监测水污染试验 (摘要).癌变·畸变·突变 , 1991 , 3 (2):64
71 秦松 , 林光恒.镉在褐指藻—海湾扇贝食物链中的传递及遗传毒性检测 (摘要).癌变·畸变·突变 , 1991, 3 (2):
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73 张丽生等.用紫露草微核试验检测大厂锡矿环境诱变物的研究 (摘要).癌变·畸变·突变 , 1991, 3 (2):66
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86 李来玉.诱变剂的植物细胞微核生物监测现状.卫生毒理学杂志 , 1992 , 6(4):296
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89 刘韵秋.用紫露草微核技术监测宝钢生活水厂水擀的试验研究.宝钢技术 , 1992 , (6):58
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91 刘文霞等.利用紫露草微核技术监测宝鸡市区大气污染物的探讨.环境杂志 , 1993 , 9 (1):18
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95 祖玉芳 , 宁宇.应用紫露草微核技术测试采暖期室内诱变物污染.环境科技 , 1993 , 13 (3):61
96 胡征兰等.应用紫露草微核技术监测微量工业毒物污染.环境保护 , 1993 , (3):27
97 胡征兰等.紫露草微核技术监测低水平发射性污染的研究及在秦山核电站周围环境本底调查中的应用.环境污染
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98 李 Jiong.锌的诱变阈剂量研究.国外医学:医学地理分册 , 1993 , 14 (3):97
99 梁坚等.溴氰菊酯对紫露草微核率的影响.广西医学 , 1993 , 15 (3):241
100 马德修.世界环境监测之计划及展望.癌变·畸变·突变 , 1993 , 5 (4):42
101 韩连堂等.山东省某河水污染的致突变研究.环境与健康杂志 , 1993, 10 (5):216
102 陈锐章.用高等植物检测环境诱变剂的进展 、 问题及建议.癌变·畸变·突变 , 1993 , 5 (6):1
103 迟秋阳等.紫露草微核技术检测消毒剂的致突变性.环境与健康杂志 , 1993 , 10(6):265
104 余叔文主编.大气污染的紫露草微核监测.见:大气污染食物监测方法.中山大学出版社 , 1993
105 张西萍等.利用紫露草微核效应检测工业废水技术的研究.中国环境科学 , 1994 , 14(1):73
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[原载 《癌变·畸变·突变》 , 1998 , 10 (2)及 1998 , 10 (3)]
蔡亚娜 , 女 , 1931年生 , 湖南衡阳人。中共党员 , 广州师范学院教授。
1954 年毕业于华中师范学院生物系 , 1985 年调入广州师范学院生物系 , 任副教授 、 教授 。主要从事
动物胚胎学和环境教育等学科的教学与科研工作。主持过国家和省级研究课题 , 有不少论文在国际会议
上宣读或被采用 , 并获广东省自然科学优秀论文奖和广州市高校优秀教学成果一等奖等。目前正主持全
国教育科学 “九五” 规划国家教么重点课题。
蔡亚娜教授兼任国际环境诱变剂学会会员 , 美国环境诱变剂学会会员 , 英国剑桥国际名人研究中心
荣誉会员 , 广东省环境诱变剂学会副理事长等职。曾被评为会国优秀教师 , 获曾宪梓教育基金奖 , 国家
环保局 、 全国妇联联合授予的首届 “全国妇女环保一百佳” 荣誉称号 , 广东省环境保护先进工作者。还
获南粤有突出贡献专家 、 广州市 “三八” 红旗手等光荣称号 , 并获政府特殊津贴。
81第 11期 蔡亚娜等:我国紫露草生物分析方法的研究与应用概况