全 文 ：第 31 卷第 1 期 中南民族大学学报(自然科学版) Vol． 31 No． 1
2012 年 3 月 Journal of South-Central University for Nationalities(Nat． Sci． Edition) Mar． 2012
收稿日期 2011-11-07
作者简介 刘 虹 (1977-) ，女，讲师，研究方向:植物资源学，E-mail:liuhong2007@ yahoo． cn
基金项目 中南民族大学大学生创新基金重点项目(KYCX090003E)．
利用白花紫露草根尖微核技术监测
武汉南湖水质的污染
刘 虹，方海龙，李 炎，赵 旺，肖 猛
(中南民族大学 生命科学学院南方少数民族地区生物资源保护与综合利用联合工程中心，武汉 430074)
摘 要 以白花紫露草为材料，采用根尖微核技术对武汉市南湖水域具有代表性的 20 个水样进行了动态监测和
评价．材料根尖的处理设为 3 个组别:实验组根尖采用南湖水样培养，阳性对照组采取不同浓度的 HgCl2 溶液处理，
阴性对照组采用自来水培养．结果表明:与阳性对照组实验结果相似，实验组各水样处理的根尖微核率与阴性对照
组相比均有明显升高，并呈现一定的周期性变化规律:夏、秋季南湖水样微核率较冬、春季高;靠近居民生活区及高
校的水样微核率比人口较少地段水样的微核率高．
关键词 白花紫露草;微核技术;南湖;水质污染
中图分类号 Q942 文献标识码 A 文章编号 1672-4321(2012)01-0034-04
Using Root Tip Micronucleus of Tradescantia fluminensis to Monitor
the Water Pollution of the South Lake in Wuhan
Liu Hong，Fang Hailong，Li Yan，Zhao Wang，Xiao Meng
(Engineering Research Centre for the Protection and Utilization of Bioresource in Ethnic Area of Southern China，
College of Life Science，South-Central University for Nationalities，Wuhan 430074，China)
Abstract The water quality situation of the South Lake in Wuhan was monitored using root tip of Tradescantia fluminensis
with micronucleus technique． Twenty representative water samples were collected and determined． Root tips were set with
three groups． The experimental root tip group were cultured in the water from the South Lake，the positive control group
were dispersed in HgCl2 solution with different concentration，the negative control were cultured in tap water． The results
showed that similar with the positive group，the ratio of micronucleus of experimental group rised obviously in contrast to the
negative control group． Moreover，the ratio of micronucleus of South Lake varied with the season and location． The data
collected in summer and autumn were distinctly higher than thoes of spring and winter． Likewise，the total data collected in
university and residential area was obviously higher than those of the water collected in other less populated locations．
Keywords Tradescantia fluminensis;micronucleus technique;the South Lake;water pollution．
微核技术是一种微核毒理方面短期致突变的试
验方法，可用于化合物致突变检测以及环境污染检
测等［1，2］． 植物微核技术可直接反映污染物对生物
遗传物质的影响，通过观察统计微核的数量可评估
环境污染导致植物染色体畸变的程度，从而间接地
反映环境污染的严重性［3］． 植物微核技术测定的是
细胞染色体受损伤的程度，它更接近于污染物对生
物和人类的危害，具有化学监测和物理监测所不能
达到的效果［4］．作为一种有效的生物测试方法该技
术广泛用于水质污染监测，并作为许多国家常规指
标和水环境监测的规范化方法之一［5，6］．
南湖是武汉市主要湖泊之一，水域面积 763． 96
hm2，为武汉中心城区内 20 多个湖泊中的第 2 大湖
泊．南湖周边现有 24 个主要排污口，占全市入湖污
水总量的 30 % ． 每日约 1 × 105 t 生活污水排入其
中，南湖水质现已降为劣 5 类，重金属以及氮磷等物
质含量超标，大面积翻塘死鱼事件经常发生，此现状
主要为生活污水导致南湖水质恶化所致［7，8］．
近年来，利用紫露草、蚕豆根尖细胞微核技术监
测湖泊、河流污染等方面的研究多有报道［9-11］． 白
花紫露草(Tradescantia fluminensis)为鸭跖草科紫露
草属植物，匍匐生长，茎节处生根容易［12］，实验取材
方便．白花紫露草的生命力较强，在污水中能较好的
存活，产生微核的灵敏度和稳定性较高，其生理活性
可直观地反映污水对植物细胞的影响． 本研究通过
统计白花紫露草根尖中分生组织的细胞有丝分裂形
成微核的原理，动态监测南湖一年中不同季节的水
质污染及其总体水质对植物的危害程度．
1 材料与方法
1． 1 实验材料
白花紫露草(Tradescantia fluminensis) ，材料来
源于武汉郊区的野生物种，后引种栽培至中南民族
大学温室．
1． 2 实验方法
1． 2． 1 水样的采集
分 4 个时间段采集南湖水样:2009 年 9 月、
2009 年 12 月、2010 年 3 月、2010 年 6 月． 围绕整体
形状呈偏长方形的南湖水域共采集水样 20 个 /时间
段，至少 500 mL /水样，具体水样分布地点见图 1，采
样地点:1 和 2 为弘博软件附近;4 ～ 7 为住宅区和商
业区;8 ～ 10 为中南财经政法大学附近;3、11 ～ 14 为
华中农业大学附近;15 ～ 20 为中南民族大学校区．
1． 2． 2 白花紫露草根尖的培养
20 ℃下，截取来自同一生境的白花紫露草匍匐
茎若干段，置于不同水体中培养根尖，待根尖长至
1． 5 ～ 2． 0 cm，取根尖备用． 实验组白花紫露草直接
采用各南湖水样进行培养;阴性对照组白花紫露草
始终采用自来水培养;阳性对照组则自来水培养 72
h后转而 0． 01 % HgCl2 培养 1 h ，冲洗干净后恢复
自来水培养．
1． 2． 3 显微制片处理
用刀片截取长度为 1． 5 ～ 2． 0 cm 的根尖，卡诺
固定液固定 24 h 后用 75 %酒精保存，蒸馏水冲洗
后用 1 % HCl于 60 ℃下水解 10 min，用蒸馏水冲洗
图 1 南湖湖区水样点分布
Fig． 1 Water sample distribution of South Lake
3 次，再用 1 %番红染液浸染 10 min.
1． 2． 4 统计数据
阴性对照组和阳性对照组均统计 30 个根尖的
微核率，实验组每个时间段内 20 个地点的水样中，
每个时间地点的水样设置 4 个重复． 照此，对 1 年
中每个地点的水样共统计 16 个根尖细胞中的微核
千分率即每一千个细胞中所观察到的微核总数(微
核率，微核‰)．
2 结果
白花紫露草的植物形态及根尖培养等见图 2(A
～ C) ;图 3 为不同水样处理后白花紫露草的根尖细
胞中形成的微核． 其中，图 3A 和 3B 为南湖水样处
理后白花紫露草的根尖细胞中形成的微核;图 3C
为 0． 01% 的 HgCl2处理后的根尖细胞中形成的
微核．
南湖水样处理后平均微核率以及阳性、阴性对
照结果见图 4． 阴性对照组中微核率为 3 ‰;阳性对
照组中微核率为 35 ‰，而实验组结果中南湖水样年
平均微核率为 22． 12 ‰，四季平均微核率分别为:春
季 17． 87 ‰;夏季 27． 00 ‰;秋季 28． 25 ‰;冬
季15． 36 ‰．
南湖各样点水样平均微核率在 4 个不同季节的
比较见图 5． 总体而言，夏、秋季水样培养根尖的微
核率明显高于春、冬季的数据，冬季南湖水样污染率
最低．
53第 1 期 刘 虹，等:利用白花紫露草根尖微核技术监测武汉南湖水质的污染
A，B)从野外移栽至温室的白花紫露草;C)根尖的培养
图 2 白花紫露草根尖的培养
Fig． 2 Root tip culture of Tradescantia fluminensis
A，B)南湖水样处理后形成的微核;C)0． 01%的 HgCl2处理后形成的微核
图 3 不同水样处理后白花紫露草的根尖细胞中形成的微核
Fig． 3 Micronucleus of root tip cells from T． fluminensis with different dispose
3 讨论
由图 4 可知，南湖水样年平均微核率为 22． 12
‰，明显高于阴性对照微核率(3 ‰) ，而偏低于阳性
对照微核率(32 ‰) ，由此表明南湖水体的污染程
度十分严重．南湖水质在秋季的污染程度最高，夏季
其次，而冬、春季节的微核率偏低，污染相对缓和，总
体而言，夏、秋季污染明显较冬、春季严重．
NC为阴性对照;PC为阳性对照
图 4 南湖水样四季平均微核率与对照
Fig． 4 Average ratio of micronucleus of South Lake water
group with four seasons of one year and contrast results
图 5 南湖 20 个样点水样不同季节的微核率．
Fig． 5 Aaverage ratio of micronucleus of each water
samples in different seasons of South Lake
由图 5 可知，18 号水样年平均微核率最高，为
32 ‰． 分析其因，18 号水样取样点恰位于中南民
族大学生命科学学院与校图书馆之间一大型排污口
附近，该学院实验等所使用的某些化学液体大部分
不经回收处理而直接进入下水道并由此排污口进入
南湖． 该排污口附近水体混浊发黑，湖面上经常漂
浮大量污物，虽经数次打捞排污，但效果仍不见佳，
因而此样点处水质污染程度居首;居二的为 11 号和
19 号水样，平均微核率为 28 ‰． 相对于其他样点，
此 2 处样点也恰位于排污口附近．由此推测，除不容
忽视的化学类试剂的污染外，生活污水直接排入南
63 中南民族大学学报(自然科学版) 第 31 卷
湖为其水质恶化主要原因之一;综合其它样点结果
而论，各水样点污染有着明显的区域分布:水样 1 ～
7 号取样点为住宅商业区，水样 10 ～ 12 号、16 ～ 20
取样点均为高校区，其为污染程度最严重区域，由此
表明水体污染程度与人口分布疏密密切相关．
就冬季而言(见图 4 和图 5) ，中南民族大学南
湖段水质有了相对性的局部改善，而水样 5 ～ 7 号 3
处商业住宅区的水质污染仍较严重，微核率均高于
20 ‰，分析其因，冬季学校多为假期，用水量较秋季
明显减少，其污水排放量也相对减少，而季节对商业
住宅区的用水情况影响不大，加之冬季水中藻类对
有毒物质的分解速度减小，使之目标水样点一带的
污染程度仍较严重． 结合二者因素可知:秋季、夏季
南湖水体的污染普遍严重，各个水样点受污染程度
均超过中度，且无论小湖区抑或大湖区均产生大片
水华现象，并伴有大量鱼类成群死亡，此情况与微核
测定的结果相符．
4 结语
本研究表明，南湖的整体水质仍然较差，整个湖
区为中度以上污染，少数区域为重度污染． 由于南
湖位于人口密集区，湖水水质与当地居民的健康息
息相关，须引起当地有关部门重视，及时加以治理．
南湖水质的改善，须首先禁止将生活污水直接排放
其中，尤其在人口密度较高的高校和商业街以及住
宅小区附近，更须重点监督;其次严禁直接将生物、
化学类实验课使用的化学药品试剂不加有效处理而
直接排放．
参 考 文 献
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73第 1 期 刘 虹，等:利用白花紫露草根尖微核技术监测武汉南湖水质的污染