全 文 ：第 22卷第 5期 西　南　农　业　大　学　学　报 Vol.22 ,No.5
2000年 10月 Journal of Southwest Agricultural University Oct.2000
文章编号:1000-2642(2000)05-0403-03
F-和Hg2+和 Se4+对紫露草四分体的遗传毒性的研究
①
林建城
(福建省莆田高等专科学校 资环系 ,福建 莆田　351100)
摘要:通过不同浓度的氟 、汞 、硒离子以及硒氟 、硒汞离子不同浓度的混合液 , 分别诱发紫露草四分体微核效应。结果
表明 ,在一定的剂量范围内 , 各处理物能显著诱发紫露草四分体微核率的提高(P<0.05 或 P <0.01), 具显著的遗传
毒性效应。F-诱发的微核效应呈线性剂量反应关系 ,Hg2+和 Se4+诱发的微核效应呈非直线关系。硒氟离子混合液与
同浓度的F-相比 ,诱发的微核率显著下降 ,说明硒氟离子间呈明显的拮抗作用。而硒汞离子间能否产生拮抗作用 ,与
Hg2+浓度大小密切相关。
关　键　词:氟;汞;硒;紫露草;微核率
中图分类号:X171.5 　　　文献标识码:
GENETIC TOXICITY OF FLUORINE MERCURY AND SELENIUM
IONS FOR TRADESCANTIA PALUDOSA TETRADS
LIN Jian-cheng
(Putian Junior College , Putian , Fujian 351100 , China)
Abstract:Different concentrations of F-,Hg2+ and Se4+ or the mixed solutions of Se4+-F- or Se4+-Hg2+ significantly (P <0.05 or P<
0.01)increased tetrads in Tradescantia paludosa and had genetic toxicity.The micronucleus effect showed a linear relationship with the doasage
of F- and a non-linear relationship with the dosage of Hg2+or Se4+.Compared with the F- , solution of similar concentration , the mixture of
Se4+-F- gave a significantly lower frequency of micronucleus induction , suggesting an antagonism between the two ions.Whether antagonism
between Hg2+and Se4+occurred was closely related to the concentartion of Hg2+.
Key words:fluorine;mercury;delenium;Tradescantia paludosa;frequency of micronucleus
　　硒与氟都是人体内必需的微量元素 ,但摄取过多
也会引起硒中毒和氟中毒 ,而汞是对人体有害的微量
元素 。硒 、氟 、汞类化合物在工业 、农业及医药业上均
具有广泛的作用 ,但因人为污染及地球化学因素导致
了对人类和动物健康的严重危害 ,故多年来一直是生
命科学领域研究的重点之一。环境中又往往同时存
在氟和硒离子 、汞和硒离子 ,它们共存时对动物体的
毒性作用已有报道[ 1 ,2] ,但未见硒氟 、硒汞联合作用
对植物生殖细胞染色体的遗传毒性的研究。
马德修创立的紫露草四分体微核技术[ 3](Trad-
MCN分析法),是一种快速 、有效的遗传毒理学短期
测试系统 ,在环境污染监测中正得到广泛的应用。该
文采用此技术检测了不同浓度的硒 、氟 、汞离子及不
同浓度比的硒氟 、硒汞离子混合液对紫露草四分体微
核率的影响 ,旨在探讨 3 种离子及硒与氟 、汞离子间
联合作用的遗传毒性效应 。
1　材料和方法
1.1　材料
亚硒酸钠(Se4+),分析纯 ,购自上海科品精细化
学品公司;氟化钠(F-),分析纯 ,广西西陇化工厂产
品;氯化高汞(Hg2+),分析纯 ,贵州铜仁化学试剂厂
① 收稿日期:2000-03-19作者简介:林建城(1966-),男 ,福建蒲田人 ,福建省莆田高等专科学校讲师 ,从事环境生物学教学与研究。
DOI :10.13718/j.cnki.xdzk.2000.05.007
生产 。将 Se4+ ,F- ,Hg2+分别配制成 0.01 ,0.1 , 1 ,5 ,
10 ,100μg/ml 6种浓度 ,同时分别配制浓度比为 1∶1 ,1
∶5 ,1∶10 ,1∶100μg/ml的硒氟离子和硒汞离子混合液。
设立蒸馏水为阴性对照组 。
1.2　Trad-MCN分析法
紫露草(Tradescantia paludosa),该校生物园栽培 ,
附近无其他污染源 ,选取带两片顶叶的早期花枝 ,长
度8cm ,粗细程度大致相同 ,每组 10个花枝 ,将花枝
插入带孔的培养板中 ,培养板置于盛有 50ml待测溶
液规格是 100ml的烧杯上 , 25℃下培养染毒 6h ,之后
用蒸馏水清洗花枝两次 ,移入蒸馏水中恢复培养
24h ,以完成其减数分裂过程。
将处理完毕的花序一一摘下 ,用卡诺氏固定液固
定24h ,移入 70%酒精中 , 4℃冰箱保存 。镜检时 ,用
改良石炭酸品红染色 ,常规压片 ,每处理组观察 2000
个四分体 ,统计总微核数和多微核四分体数(含不止
一个微核的四分体),计算微核率(X ±S)和多微核四
分体率[ 4](多微核四分体数/2000)。数据进行统计学
分析[ 5] ,采用 t检验和单因素方差分析。
2　结果与分析
2.1　不同浓度的 F-和 Hg2+和 Se4+诱发的紫露草四
分体微核效应 ,
试验各处理组均能诱发紫露草四分体微核率的
提高(表 1),与阴性对照组比较 ,除 0.01μg/ml的 F- ,
Hg2+差异无显著性 , 0.01μg/ml Se4+呈较显著差异外
(P<0.05),其余各剂量组均达到极显著差异水平(P
<0.01)。经单因素方差分析(表3)表明 ,F- ,Hg2+和
Se4+在不同浓度间对紫露草四分体微核率的影响均
存在显著差异(P <0.01)。F-在试验剂量范围内 ,剂
量与四分体微核率间呈线性剂量效应关系 ,回归方程
是:y =6.1272+0.1189x , r=0.7792(P<0.05)。而
Hg
2+ ,Se4+诱发的四分体微核率与剂量间呈非直线关
系 ,5μg/ml Hg2+ ,1μg/ml Se4+在各自浓度系列中诱变
能力最强 ,而后随剂量增大 ,四分体微核率呈下降趋
势。
2.2　硒氟和硒汞离子混合液诱发的紫露草四分体微
核效应
硒氟离子混合液与同浓度的 F-比较 ,诱发的紫
露草四分体微核率呈明显的下降(表 2),达显著差异
水平(P <0.01),说明硒 、氟离子之间具有很强的拮
抗作用 ,硒 、汞离子混合液在 1∶1和 1∶5浓度比时 ,
硒 、汞离子之间也呈较强的拮抗作用;在 1∶10 和 1∶
100浓度比时 ,诱发的紫露草四分体微核率与同浓度
Hg2+的诱变效应比较无显著性差异(P <0.05),说明
硒离子对高浓度汞离子的毒性无解毒作用。方差分
析表明 ,硒氟 、硒汞离子混合液不同浓度比诱发的紫
露草四分体微核率间还是存在显著差异(P <0.01)。
上面各处理因素诱发的紫露草多微核四分体率
呈现同样的变化趋势(表 4),分析结果是一致的。
表 1　不同浓度的F -和 Hg2+和 Se4+对紫露草四分体微核率的影响
浓度
(μg/ml)
微核率(%)
F - Hg2+ Se4+
0 2.45±0.47 2.45±0.47 2.45±0.47
0.01 2.90±0.48 2.80±0.78 3.55±0.90＊
0.1 4.45±0.66＊＊ 6.15±1.07＊＊ 8.45±1.06＊＊
1 6.55±1.04＊＊ 10.10±1.57＊＊ 15.10±1.90＊＊
5 9.45±1.97＊＊ 14.35±2.67＊＊ 10.75±2.42＊＊
10 13.65±2.03＊＊ 8.40±2.47＊＊ 10.50±1.54＊＊
100 17.25±2.25＊＊ 7.05±1.89＊＊ 7.45±1.27＊＊
　　注:与蒸馏水对照组比较 , t 检验 , ＊:P<0.05 , ＊＊:P<0.01。
表 2　两种离子混合液对紫露草四分体微核率的影响
浓度比
(μg/ml)
微核率(%) t 检验P值 微核率(%) t 检验P 值
Se4+∶F- 与同浓度
F -比较
Se4+∶Hg2+ 与同浓度
Hg2+比较
1∶1 4.45±0.80 <0.01 6.35±1.73 <0.01
1∶5 5.05±0.53 <0.01 6.75±1.40 <0.01
1∶10 5.60±0.96 <0.01 9.60±1.07 <0.05
1∶100 8.40±1.42 <0.01 7.55±1.09 <0.05
表 3　不同处理因素下紫露草四分体微核率的方差分析
处理因素 F - Hg2+ Se4+ Se4+∶F - Se4+∶Hg2+
F 值 59.30＊＊ 24.64＊＊ 39.68＊＊ 22.17＊＊ 23.30＊＊
　　＊＊:P<0.01。
表 4　不同处理因素对紫露草多微核四分体率的影响
浓度
(μg/ml)
多微核四分体率(‰)
F - Hg2+ Se4+
浓度比
(μg/ml)
多微核四分体率(‰)
Se4+∶F - Se4+∶Hg2+
0 2.50 2.50 2.50 1∶1 5.50 7.50
0.01 3.50 3.50 5.00
1∶5 5.00 7.50
0.1 6.50 7.50 9.50
1 9.00 12.00 17.50 1∶10 7.50 10.50
5 9.50 15.50 8.00
1∶100 8.00 10.00
10 13.50 11.50 8.50
100 16.00 10.00 6.50
404 西　南　农　业　大　学　学　报　　　　　　　　　　　2000年10月
3　讨论
3.1　F-和 Hg2+和 Se4+对紫露草四分体的遗传毒性
外源性诱变因子对紫露草花粉母细胞染色体造
成遗传性损伤 ,在减数分裂末期染色体断片被子细胞
主核排斥形成一个或一个以上微核 ,微核率大小可以
作为染色体损伤程度的指标 ,多微核四分体率可从另
一侧面反映诱变因子的诱变效应 。氟化物的可能遗
传毒性作用 ,目前肯定性和否定性结论兼有。试验结
果表明 ,浓度在 0.1μg/ml以上的 F-处理组 ,对紫露
草四分体均呈现较强的遗传毒性作用 。氟化物的遗
传毒性机理[ 6] ,目前认为氟化钠是以共价键与线状
DNA发生稳定的结合 ,从而影响了 DNA正常功能 ,致
使染色体损伤。
无机汞对哺乳动物的遗传毒性研究表明[ 7] ,汞离
子在不同程度上均能引起生殖细胞的遗传损伤。而
对紫露草生殖细胞染色体也存在较强的遗传毒性 ,目
前认为是细胞内的 DNA , RNA和蛋白质等大分子化
合物受汞离子的诱导会产生明显的化学变化[ 8] ,使控
制染色体状态变化和细胞分裂中蛋白质的功能受到
破坏 ,从而影响细胞 DNA的复制。高浓度的 Hg2+抑
制了细胞的活动 ,使细胞增值延迟或终止进行 ,浓度
大于 5μg/ml Hg2+诱发的四分体微核率反而下降 。
硒离子对紫露草四分体有较强的遗传毒性作用 ,
浓度大于 1μg/ml的硒离子其诱变性渐渐往毒性作用
转变 。硒的毒性机理[ 9]是亚硒酸钠与GSH 反应生成
硒代三硫化合物(GS-Se-SG),然后 ,O2 或 H2O2 氧
化GS-Se-SG 为亚硒酸盐 ,同时释放出活性氧自由
基(O2+)。O2+可直接作用于蛋白质分子 ,使蛋白质
交联从而变性丧失功能 ,也可和细胞内核酸发生化学
反应 ,引起遗传物质的损伤。
3.2　硒氟和硒汞离子混合液对紫露草四分体的联合
遗传毒性
硒氟离子间呈明显的拮抗现象(解毒作用),从多
微核四分体率的明显下降 ,也证明了这一点。而硒汞
离子联合作用时 , 1μg/ml Se4+使浓度为 1.5μg/ml 的
Hg2+诱发的四分体微核率发生显著降低 ,而对浓度
为 10 ,100μg/ml Hg2+的毒性无缓解作用 ,这时可能主
要表现为高浓度 Hg2+的独立作用 ,说明硒汞离子间
是否产生拮抗作用与 Hg2+浓度大小相关 。但是 ,硒
氟 、硒汞离子混合液诱发的四分体微核率较阴性对照
组增加仍然显著 ,具遗传毒性效应。
关于元素间拮抗作用的机制[ 10]有以下看法:是
机体内元素间直接反应引起的 ,如硒镉间形成难解离
的化合物而导致镉毒性的消失;是蛋白质活性基团对
不同元素配位能力的差异而导致置换反应发生;是相
似元素竞争配位部分引起的。至于硒氟 、硒汞间的拮
抗作用机制还有待进一步研究 。
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