全 文 ：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
北京市环境保护科学研究所 王英彦 赵 艾 李 日新 汤 大支
紫露草花序四分体和蚕豆根尖细胞微核频
率大小分别反映花粉母细胞( 性细胞 )和营养
细胞( 体细胞 )遗传物质( DNA )的损伤程度 。
自前 , 以此原理建立了高等植物致突变性检侧
系统 `1[ 幻 , 并广泛地应用于监测物化因素 , 药
物和环境污染物 。
外源性损伤染色体因素对性细胞或体细胞
的作用有一定的毒理学差别 , 最终诱导的效应
将有所不同 。 因此 , 在单独或平行使用紫露草
四分体和蚕豆根尖细胞的两种微核 检 测 系统
时 , 了解一下不同生物性状两类细胞间的相互
关系 , 将有益于理解子代和当代生活细胞在外
因诱发一F存在的潜在性致突变效应 。 为此 , 本文
选用强烈致突变物— 平 阳 霉 素 ( iP n y a n g -m y C恤 , P Y M ) `幻 诱发紫露草四分体和蚕豆 根
尖细胞的微核率为指标 〔4] 〔刀 , 观察剂量与微核
率大小 , 以及剂量与微核个数多少之间关系 , 并
在此基础上 , 确定性细胞与体细胞两种微核率
的相互关系 , 从而为实验室或现场平行使用提
供依据 。
材料和方法
紫露草 ( T r a d e s 。 a n t i a P a l u d o s a e l o n e *
0 3 )
, 山东海洋学院赠 。 其四 分体微 核检测技
术按文献 〔 1 〕所述 。
蚕豆 ( U i c i a f a b a ) , 中国科学院遗传研究
所赠 。 其根尖细胞微核检测技术按文献 〔 2 〕
所述 。
平附霉素 ( p Y M , B l e o m y e i n u m A 。 ) ,
天津市河北制药厂 , 批号 5 2 1 10 1。 以 o . o 1M磷
酸缓冲液 ( p H 7 ) 配制使用 。
结果和讨论
一 、 平阳霉素浓度与紫露草四分体和蚕豆
根尖细胞的微核率
平阳霉素浓度为 0 , 0 . 0 0 1 , 0 . 0 0 6 , 0 . 0 1 0 ,
0
.
0 2 0 , 0
.
0连。 , 0 . 0 6 0和 0 . 10 0毫克 /毫升 。 该药
物诱发的紫露草四分体和蚕豆根尖细胞的微核
率列于表 1 和表 2 。 两种微核率均有峰值 , 分
别为 1 6 . 5肠和 1 32 4汤 , 与此相应的平阳霉素浓
浓
(老
总四分体数
总徽核数
微核 四分体 率 .
表 1 平阳霉素浓度与紫露草微核四 分体率
0 0
.
0 0 1 0
.
00 6 0
.
0 10 0
.
02 0 0
.
04 0 0
.
0 6 0 0
.
10 0
15 0 0 15 00 1 5 00 1 5 00 15 0 0 1 5 0 0 15 00 1500
1 6 6 4 1 0 5 12 1 1 4 6 2 2 2 1 2夕 卫65
1
.
1 5
.
6 7
.
0 8
.
1 11
.
0 1 6
.
5 8
.
5 9
.
7
士 1 . 4 3 士 3 , 7 8 士 6 . 4 4 士 5 . 71 土 8 . 4 2 土 4 . 54 士 9 . 0 6 士 4 . 89
. 平均百分率 士 1 . 96 标准误
浓 度
( 奄克 /奄升 )
总细胞数
总微核数
微核细胞率 ,
表 2 平 阳霉素浓度与蚕豆根 尖微核细胞率
O 口. 0 0 1 0 . 0 e 6 住. 0丈0 0 . 020 0 . 0 40 0 . 0 6 0 0 . 1口口
50 0 0 5 0 2 2 5 05 1 5 2 6 6 5 16 5 52 55 5 1 7 2 5 0 20
召1 9 7 2 7 8 . 0 3 5 8 4 3 8 6 0 0 6 8 5 20 6
几. 2 1 9 ` 3 5 5 . 0 6 8 . 0 5 4 . 8 11 4 2 1 3 2 . 4 41 . 0
1 3
, 准7 七 4 . 6 7 十 1 9 。 96 士 1 6 , 3 0 士 1 7 . 7 1 士卫7 . 68 士 5 3 . 5 2 」: 1 0 3 7
_ _
_ _
_— 一 _一 _ 森 _ _ _ _ _ _ _ _ _ ._ _ _ 一一— _ _ — _ 一 一 _ `_ _ 一一一一_ + _ _ _ _ -一——— ,平均 千分率 :上 1 , 96标准误
DOI : 10. 15985 /j . cnki . 1001 -3865. 1984. 04. 002
度 , 紫露草四分体的为 0 . 04 毫克 /毫升 , 而蚕豆
根尖细胞的为 0 . 06 毫克 /毫升 。 空白组的微核率
分别为 1 . 1肠和 8 . 2汤 , 较低。 平阳霉素被检出
的最小浓度均为 10 x 1 0一弓毫克 /毫升 , 但是 , 如
果将蚕豆根尖细胞微核千分率换算成百分率比
较 , 紫露草四分体微核率 5 . 6呱 , 高 于蚕 豆的
1
.
9肠 , 显得灵敏些 。 因此 , 峰值前移 , 其原 因是
紫露草四分体同步程度较高 , 这与品种 ( T r a -
d e s e a n t i a p a l u d o s a ` 0 3 ) 遗传性状有关 。
平阳霉素浓度与紫露草 四分体微核率和蚕
豆根尖细胞微核率 , 如图 1和图 2 所示 , 均呈
线性剂量效应关系 。 相关系数 : r , ~ 0 . 6 0 2 2 。
r : = 0
.
9 3 2 9
。 回归方程 : Y : = 5 . 7 8 + 1 2 6 . 7 7 X I ,
Y , = 31
.
6 + 17 0
.
0 X
: 。 t 检验表 明 , 前者的
相关为显著 ( P < 。 . 05 ) , 后者的相关为非常
显著 ( P < 0 . 0 1 ) 。
二 、 平阳霉素浓度与紫露草四分体和蚕豆
根尖细胞的微核个数分布
紫露草四分体和蚕豆根尖细胞微核随平阳
霉素浓度的个体频数分布见表 3 和表 4 。 与微
核率一样 , 从另一侧面反映药物损伤染色体的
强度 。 例如紫露草四分体微核率 在 峰 值 浓度
0
.
04 毫克 /毫升处 ,微核有 1一 7 个 , 个体频数
分配最宽 , 蚕豆根尖细胞的在峰值浓度 0 . 06 毫
克 /毫升处 , 微核有 1一 5 个 , 也是分配最宽。
这一现象说明药物到达靶体后的攻击作用 , 不
单是使细胞群体中发生微核的细胞个数增加 ,
并且还促进细胞个体中不止 1 个微核的发生 ,
表 3 平 阳霉素诱发紫露草四分体微核的个数分布朴
0
.
001 0
.
006 0
.
0 10 020 0
.
0 4 0 0
。
060 0
.
100愕徽钱 ( 一一一21月舀八山今`,一0有l,五J咬,叮 山J月.1,几八U,16司.几`弓ix11Nv砚顶 j. 每种浓度组中 1500个四分休 的微核个数 分布Y , 二 5 . 7 a + J 2 6 . 7 7 X f
核徽细胞率ǎ%à
图 1 平阳霉素浓度
与紫露草四分
体微核率的关
系
Y l
: 紫露草四分体微 核 率
( % ) , X :
: 药物 浓度 ( 毫
克 /毫升 x 1 0一 )
.,20
徽核四分体ǎ%í
! 0 20 30 40 50 60
一 ~ 扣一 如山喇 , --一 ` ~一 ~ ~ - . ~ `一 ~ ~ ~ , ~ ~ 孟 -一浓度 (奄克 /毫升 x 10一>即在药物作用 强度 增加的条件下 , D N A 链一
方面损伤形成的无着丝点断片增多 , 另一方面
断片被修复的机会也减少 , 因此造成一个以 _ h
微核的发生 。 以。 . 04 毫克 /毫升平阳霉素诱发的
浓度 ( 毫克 /毫升 X 1 0一 )
图 2 平阳霉素浓度 与蚕豆 根 尖
细胞微核率的关 系
Y:
: 蚕豆根尖细胞微核率 ( 灿 ) , X , : 药
物浓度 (奄克 /毫升 X 1 0一吕 )
紫露草四分体为例 , 就有 7 个微核 。
图 3 展示两类植株微核个数分布的差异 。
虽然随峰值高低 , 个体频数有或 多 或 少 的差
别 , 但是 , 随浓度递增没有逐级递升的趋势 。
表 4平 阳霉素诱发蚕豆根尖细胞微核的个数分布爷
浓 度
(毫克 /毫升 )
0 06 0
.
0 10 0
.
0 0 0 2
.
0 0 40 6 0 0
,
1 0 0
微核 (个 数 )
O碑
刁工5了O,1i二,曰,上今JùO户O叮J司.皿`1 9 1 30 2 8 5 3 5 3 4 5 8
19 2 6 3 0 5 2
3 4 4
,
5
1IF
1
. 「
}
, : … 川 .… 「 . . … _ r二 .1 .1 ~ . . . . . … … , 卜… _ . : ., 每种浓度组中 5000个细胞的微核个数分布〔〕 芳露草 l三习 蚕豆
门曰日卜1二,
刀钊明引胡
孤砚
个数核微
娜要土乒琴嘻侧旧
皿。
浓度 (毫克 / 毫升 X 1 0 一 ” )
图 3 平 阳霉素诱发紫露草四分体与蚕豆根尖
细胞微核个数分布的比较
Y
: 微核个数 ; X : 药物浓度 ( 毫克 / 毫升 X I O~ ” )
相关系数 : r 3二 0 . 7 0 9 6 。 t 检验表明 ,两种微核率
之间相关非常显著 ( P < 0 . 0 1 ) 。 由此说明 , 植
物生殖细胞与营养细胞微核诱发频率间相互关
系 , 在统计学上具有显著性意义 , 揭示两类不
同生理功能的细胞之间存在数的联系 , 而且这
种联系不受植物品种不同的影响 。 当平行检测
时 , 势将有助于通过量透视质的内在联系 , 从
而有益于较全面地了解外源性损伤染色体因子
对子代和当代生活细胞致突变性影响的关系 ,
促进外因的细胞遗传毒理学性 状 的 研 究 。 另
外 , 就检测意义而论 , 亦将互相提高各自检测
结果的可靠性 。
三 、 紫露草四分体微核率与蚕豆根尖细胞
微核率的相互关系
紫露草四分体微核率与蚕豆根尖细胞微核
率的直线回归方程 : 一丫。= 3 . 73 十 o . o 72 x 。
( 图 4 ) 。
丫言盟 3 了3 r l o 0 7 2 x 3
/
/佗昭3
核微四分体率ǎ叱à
禅 、 /
/口 ,
日
总之 , 木文通过实验及统计学处理获得以
下结果 :
1
. 平阳霉素浓度与微核率呈线性剂量效应
关系 , 紫露草四分体的相关显著 ( P < 0 . 0 5 ) ,
蚕豆根尖细胞的相关非常显著 ( P < 0 . 0 1 ) 。
2
. 相应于微核率峰值 , 微核 个 数 分 布最
宽 , 细胞个体中诱发的微核个数也最多 。
3
.紫露草四分体微核率与蚕豆根尖细胞微
核率的相关非常显著 ( P < 0 . 01 ) 。
本试验为紫露草 四分体和蚕豆根尖细胞的
两种微核率检测技术在实验室内和现场单独使
用或平行使用 , 提供实验数据 , 以及彼此的生
物学互补意义 。
巧口 10口 j车口
一 ~ _ L一一一 一, J一 一_ _ 参 考 文 献
微核 细胞率 (编 )
图 4 紫露草四分体微核率与蚕豆根尖细胞微
核率的相互关 系
几 : 紫眼草 四分体微核率 ( % ) 、
X
3 : 蚕豆根尖细胞微核率 ( %。 ) 。
1
. 马德修 , 山东海洋学院学报 , 1 1 , 2 , 65 ( 1 9 8 1 )
2
. 王英彦等 , 国际致突变 、 致癌和致畸讲 习 交 流 会 议
( IW MC T ) 中文资 料 (N o . 9 0) , 上海 ( 1 9 8 3 )
3
. 王钦南等 , 环境 科学学报 , l , 2 6 5— 2 6 9 ( 1 9 8 1 )
4
. 刘竹伞 等 , 环境污 染与 防治 , l/ , 4 3 ( 19 8 3 )