全 文 ：海水污染监测新方法— 紫露草微核技米
陈 登 勤
(山东海洋学院 )
国内外环境科学工作者均在致力于经济 、
简单 、 有效的环境污染监测方法 。 紫露草微核
监测法 ( T r a d e s。 a n t i a M C N T e 。 t ) 就是北
较好的生物监测方法之一 。
本文重点介绍紫露草微核技术 , 及共在监
测海水污染上的应用 。
( A b m e d a n d M a
,
1 9 8 0 )
, 可以建立人体细
胞及植物细胞染色体损伤的关系 , 从而使这种
监测方法得以广泛应用 ( M a , e t a l . , 19 8 0 ) 。
目前 , 所有植物微核方面的研究 , 都是应用在
环境污染监测上 。
一 、 微核技术的研究和进展
微核技术是根据遗传学上染色体畸变的原
理 , 在本世纪七十年代初开始建立的 。 由早期
动物微核的研究 , 发展到植物微核的研究 。 据
文献记载 , S e h w a r g ( 1 8 8 6 ) 就曹对微核进行
过描述 , D ie g ( 1 9 6 2) 对微核的形 成 过 程 和
生化性质有比较详细的 研究 。 R gu h ( 19 6 4)
曾报道了小鼠外周血淋巴细胞的微核出现率 。
中国科学院云南动物研究所 ( 1 9 6 7) 也在称猴
受 X 射线照射后 , 发现骨髓细胞有微核变化 。
M a t t e : 和 S 。 h m i d ( 1 9 7 1 ) 利用啮齿类骨髓 细
胞出现的微核率 , 测定烷化剂对哺乳动物体的
诱变活性 , 由此建立了微核测定技术 。 H ed d le
高度评价并推荐这一方法 , 认为这项新技术方
法简便 、 可靠 , 较染色体畸变分析 法 为 快 为
好 〔 3 〕 。
紫露草微核技术是 用 敏 咸植 物 紫 露 草
( T ; a d 。 : 。 a n : i a ) 在研究 1 , 2 一 二浪乙烷对染色
体的破坏作用的基础上 , 为美国西伊里诺大学
马德修教授所创立的 ( M a , e t a l . , 1 9 7 8 ) ,
并建立了 X 射线剂量与效应的直线关系 。 同时
义为儿种有名的化学诱变剂 , 如甲基磺酸乙脂
( E M s )
, 叠氮化钠 ( N a N 3 ) 、 叠氮酸 ( H y -
d r a z o i e a e i d ) 及马来酞腆 ( M a l e i e h y d r z i )
等的微核效应所证实 ( M a a n d A n d e r s o n ,
1 9 7 8)
。 马来酸腆能损伤人体淋巴细胞的染色
体 , 从它对紫露草染色体 损 伤 的 比 较 研 究
二 、 紫露草微核技术原理
紫露草微核监测法 , 也哄紫露 草 四 分 体
(T
e t r a d) 微核监测法 。 它是用花粉 母细胞在
减数分裂过程 中的染色体 , 作为被攻击和破坏
的目标 , 并以四分体中形成 的 微 核 ( M i c r o 一
n
uc le us
,
M C N ) 作为监测终点 。 在花粉母细
胞减数分裂的早前期 , 如果受到有害理化因子
的攻击 , 可能会发生染色体断裂 , 产生染色体
片段 , 或干扰染色体正常交换的效应 。 染色体
片段 , 有的可能重新愈合 , 恢复正常 , 有的则
由于缺乏着练点 , 不能移向细胞的极部 , 变成
圆球体 , 这便是微核。 由于染色体片段的大小
和数量不一 , 因此 , 四分体中微核的大小和数
量 , 也不尽相同 。
不难看出 , 微核的性质是染色体畸变的一
种形式 , 同主核一样 , 由 D N A物质 组成 。 能
形成微核的因子 , 是那些对染色体起破坏作用
的物质 , 例如 X , 丫射线和化学诱变 剂 , 才 有
明显的微核效应 。 环境中所含的诱 变 物 质 越
多 , 形成的微核也越多 , 这样就以微核增加的
多少 , 来表示环境污染的程度 。
紫露草微核技术用来监测环境污染 , 有许
多优点 。 ( 1 ) 紫露草是现在所知道的对辐射
和诱变剂反应最敏威的植物 。 处在减数分裂过
程 中的花粉母细胞 , 尤为明显 。 ( 2 ) 紫露草
花粉母细胞在减数分裂过程中 , 有 高 度 同 步
性 , 能同时形成大量四分体 , 供作计数 。 ( 3 )
紫露草本身的 自然本底微核率此较低 (一般为
第 4 期 洋 科 学
弓一 9 %), 为观察微核数量的变化 , 提供了方
便 。 ( 4 ) 微核形成的过程较短 , 一般在四十
多小时之内 , 就可完成实验全 过 程 , 得 到 结
果 。 ( 5 ) 紫露草栽培方便 , 取材容易 , 这种
多年生草花植物 , 如果温度适宜 , 可全年开花
现蕾 , 提供实验材料 。
总之 , 紫露草微核技术是 目前监测环境污
染的一种方法简单 、 使用经济 、 效果可靠 、 便
于推广的生物手段 。 无论是大气 、 陆地和海洋
的化学污染还是放射污染 , 均可使用 。 这里仅
介绍监测海水污染的方法 。
三 、 紫露草微核技术在监测
海水污染上 的应用
用紫露草微核技术监测大气 、 废水和辐射
等的污染 , 国外已有许多报告 〔” 一 ` “ 〕 , 但该技
术用于海水污染监测 , 尚未见报道 。 1 9 8 0年 ,
我们在研究监测大气 、 工业废水 、 农药及辐射
等污染的基础 _ L 〔` , 2 , 5 , “ 〕 , 又进行了海 水 污
染 监测实验 。 经过两年来的多次实验 , 证明效
果良好 , 这为该项污染监测新技术的应用 , 开
辟了一个新方向 〔 4 , “ , 7 〕 。 其方法大致如下 。
1
. 实验处理 : 把取回实验室 的 欲 测 海
水 , 先调试 p H值在 7土 1 . 5之间 。 为使 陆 生 的
紫露草能在海水中在实验室要求的 时 间 内 成
活 , 需要把海水稀释 。 根据我们的实验 , 以清
洁 自来水把海水稀释至 50 %为好 。 这样既能保
证紫露草不至死亡 , 又能产生最高 的 微 核 效
应 。 把稀释海水盛人 5 0 一 60 0毫升的烧杯中 ,
蒙上带孔的塑料布 。
紫露草是用开花盛期的幼期花序 。 把带有
两片叶子的花序枝条 , 连同 6一 8厘米长的茎取
下 , 插入烧杯内。 每个实验组至少 插 15 个 花
序 , 置于光下处理培养 6 小时 , 再换 _ E清洁的
自米水作 24 小时的恢复培养 。 如条件许可 , 最
好能向水中通气 , 以保证氧气供应 。
对照实验一般采用标准海水或外海的清洁
海水 , 同样需经稀释至 50 % 。
2
. 制片观察 : 将恢复培养完毕的花序 ,
放人新配制的卡诺固定液固定 24 小时 , 再移人
7 0%的酒精中 , 郎可制片观察 。 如果不能及时
制片 , 可将材料放入冰箱长期保存 。
制片方法采用压片法 。 先切下一个花蕾放
在载玻片上 , 用解剖针剥掉苞片 , 露出花药 ,
滴上醋酸洋红 , 将花药刺破 , 释放出四分体 ,
盖上盖玻片 , 在酒精灯上微热 , 趁 热 轻 压 郎
成 。 如果取材合适 , 压片得法 , 可 在 显微 镜
( 4 0 0倍 ) 下看到一个个完整的四分 体 。 有 的
四分体在大而明显的主核外围 , 含有一个或儿
个微核 , 有的则没有微核 。
制片好坏的关键是选择适龄花蕾 。 因为整
个花序上的花蕾成熟有早有晚 , 早的在镜下可
看到二细胞 (二分体 ) 时期 , 尚未 形 成 四 分
体 , 或能看到减数分裂中的前期染色体 , 这表
示花蕾太嫩 ; 如果看到四分体已经散开 , 出现
小抱子 (花粉粒 ) , 这表示花蕾太老 。 太嫩太
老都不能正确计算出微核数量 , 以早期四分体
为最好 , 这样的花蕾一般是从花序顶端往下数
的第七或第八对 。
3
. 微核的统计和比较 : 根据 统 计 学 需
耍 , 侮个处理组至少要做五张片子 , 一个花序
一般只能做一张最好的片子 , 这要从 15 个花序
中选取五个最好时期的花蕾 。 微核的统计是在
镜 一「侮一个视野中 , 把全部含有不同微核数目
的四分体和不含微核的四分体分别统计 。 每张
片子至少统计 3 0 个四分体 ,这样每个处理组都
有 1 , 5 0 个以上的四分体 , 把这 1 , 5 0 个四分体
中的微核数全部加起来 , 求出微核率 。
微核率 微核总数四分体总数
X 1 0 0%
因为未经处理的对照组 , 也有 自身的本底
微核率 , 如果处理组微核有增加 , 但是否达到
显著差异 , 要做统计学分析 。 方法是 , 分别求
出每实验组和对照组的平均值 、 标准偏差和标
准误差 。 用下列公式进行比较 :
S d = ( S E t ) 名 + ( S E c ) 么
式中 , S d是平均值差的标准误差值 ; S E 七是处
理组的标准误差值 ; S E 。是对照组的标准误 差
值 。
·
6 0
· 海 洋 科 学 198 4年
当平均值差等于或大于平均值差的标准误
差值的两倍时 , 表示差异显著 。
四 、 结 束 语
1 98 0年 , 紫露草微核技术的创立者马德修
教授 , 来我院与方宗熙教授合作 , 共同开展此
项研究 , 在我国第一次引进了这项植物监测新
技术。 我们对青岛的大气 、 自来水 、 几条市区
河流 、 农药 D D V 、 X 射线 , 以及农药厂和汽车
站的废气等进行了微核监测 。 实验结果表明 ,
青岛的空气 、 自来水还比较清 洁 , 污 染 不 严
重 , 而市区几条河流微核率变化明显 。
两年来 , 我们对十几种农药 , 十几家工厂
的废水也做 了监测 , 并做了 c d , c r , H g和 P b
等重金属离子的微核实验 , 效果都较明显 。 为
了结合我院海洋研究的特点 , 我们把紫露草用
于监测海上石油污染和几个工业废水污染较严
重的海区 , 也取得成功 。 在探讨药物 防 治 污
染的研究中 , 我们发现维生素 C , 亚 硒 酸 钠
( N a s e O 3 ) 有降低紫露草微核率的作用 。 在做
工业废水的紫露草微核监测同 C O D (化学耗氧
量 ) 监测此较实验 中 , 发现两者之间并无相关
性 。 因此 , 如能在环境污染监测上补充以紫露
草微核方法 , 会更有利子全面评价环境质量 。
目前 , 紫露草微核监测技术已被美国国家环境
保护部门定为环境污染监测的常规方法之一 。
综 _ _L所述 , 微核技术的研究 , 近几年来发
展比较迅速 , 它 已逐步广泛地应用于评价物理
化学因子诱变活力的测定 _ L 。 随着我国四个现
代化建设的迅速发展 , 环境科学的研究必然会
越来越受到重视 , 尤其海洋污染的监测 。因此 ,
加强微核技术的研究和应用 , 使之不断完善和
发展 , 对于建立我国完整的环境监测系统 , 有
其重耍意义 。
主 要 参 考 文 献
方宗熙 , 1 98 1 。 山东海洋学院学报 1 1 ( 1 ) :
1一 11 0
马德修 , 1 9 8 1 。 山东海洋学院学报1 1 ( 2) :
6 5一 7 3 。
朱炳富等 , 1 9 79 。 生物科学 动态 6 : 26 一
3 6
0
陈登勤 、 方宗熙 , 1 9 8 1 。 山东海洋学院学
报 11 ( 2 ) : 8 1一 8 5 。
马德修 、 方宗熙等 , 1 9 8 2 。 山东海洋学院
学报 12 ( 2 ) : 5 1一 54 。
陈登勤 , 1 9 8 2 。 山东海洋学院学报 1 2 ( 2 ) :
5 5一5 6 。
陈登勤 、 张硕慧 , 1 9 8 2 。 环境科学 3 (3 ) :
3 5一 3 7 。
陈登勤 、 项东 , 29 5 5 。 环境科学 4 ( 4 ) : 4 5
一 4 7 0
M a , T
.
H
.
, e t a l
.
,
19 78
.
M u t a t i o
n
R e s e a r e h 1 0 4 : 1 01一 10 3 .
M a , T
.
H
.
, e t a l
. ,
1 97 8
.
M
u t a t i o n
R e s e a r e h 5 8 : 2 5 1一 2 58 .
M a , T
.
H 一 1 9 79 . M u 考a t i o n R e s e a r e h
6 4 : 30 7一 31 8 。
M a , T
.
H
.
,
19 8 1
.
E n 公玄r o n m e n t a l
H e a l t h P e r P e e e t i” e s 3 7 : 8 5一 90 .
ó |Jf es曰ō lù、J J1 .户、 月é l护Jù`夕 |
21345679102
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一一ù二二..,群我这是聚国鱼类生
态述描中曾用一的个词汇,指与群落相同的含义。笔者咸到个这词汇生而动含十义分明晰,值在得动物生态学中使用。但共含义应与群落不同,指是在等落群级下之多种动物群相聚混或栖处一。但这种聚或混栖时暂的是,不像落群稳那样定。例如,始鱼与竹策角在一黄海洋北部岛附近区某处,摄食眼鱼太或平洋嶙虾等饵料时,成形多种动物聚一 相群起,这种现象可称为群聚。待该处饵至难料耗以获得时,捕食者便离去。此原来的群聚已不复在存。之对应英语汇宜为词asem口l甲, 。ē杨纪明、费鸿年à、,卜小心6八产6、,介/护夕夕乙、、勺、
永吞` 、 ; 沪卜 。心心怕 尹二、心` 、 二` ;℃子 产济。 心、。 心、。 ` ,心` 、 乡` 、 二口唱 口` 、 , `心 ` 咭户` 、心 ` 、 ` 沪卜。 ` 父沙` 、 、。 ` 、 二` 、 `帕` 、 二口心尹卜。 ` 、 二`劝心又声唁义 J`丫尹% 忆帕`丫 沪` 、心护子二,心户心叱沪
第 4 期