全 文 ：第 1 卷 第 2 期 云南环境科学 199 2 年 1 1 月
几种有害元素诱发海菜花细胞微核
和 染 色 体 畸 变 效 应 `
姚忠庆 翟书华 (昆明师专生物系)
1 引言
微核 为染色体受损的评价指标之
一 , 其可 源于染色体断片及落后染色
体 , 无论在体细胞或生殖细胞中 , 微核
率 ( M C N F ) 的增加即意味着遗传毒
性的存在 (4, 5) 。
化学药物 (如重金属盐 ) 或经辐射
作用能够诱发染色体异常和微核 , 其出
现的机率与药物剂量和辐射的积累效应
呈正相关 (4 , , ) .
本文通过探讨几种有害元素 p b Z气
A s+3 和 c d Z十对海菜花的微核效应 , 旨在
了解这几种元素对海菜花遗传危害的差
异程度和 海菜花对水体污染的坡感性 ,
进而探讨用这种植物作为诱变监测系统
r]勺可行 ,生。
2 材料与方法
2
.
1 实验植物 : 具有幼嫩雄花序的海
菜花花萃 。
2
,
2 处卫班万物 : 用分析纯三氧化二砷
(A s ZO
3
)
、 硝酸福 [C d (N o 3 ) 2 · 4 1一 12 0 ]
和 乙酸铅 ( C 4H 1 2O 7p b ` 3 H ZO ) , 以植
物原产地六明黑龙潭无污染的水准确配
制培养液浓度见下表 :l
将以上处理液分别灌人无盖的标本
瓶中各 0 , 5 升 , 钉种浓度 3 瓶 , 用原产
地 fl勺水 0 . 5 升 3 )l瓦作空白对 )!级。
.2 3 将海菜花花草投人各种处理液和
对照液中 , 所观察的花曹完全浸没在液
体 之 中 , 光 照 48 小 时 后 于 上 午
8 : 0 一 1 1 : 0 选取长度为 1 . 5一 .2 0 毫米
的花曹 , 用 C ar n o y 氏液固定 , 2 4 小时
后用 95 % 、 80 % 的乙醇次第漂洗 , 随
后移人 70 .儿的乙醇 中置冰箱内低温保
存 。
表 1 处理药物农度
离子名称 离子浓度 摩尔浓度 编 号
(m g / L ) (m
o l / L )
A sa
十
0
.
6 8 0 x 1-0 6 A S I
0
.
3 4刀 x 10一 6 A SZ
0 l 1 3 3 x 10
一 6 A S 3
0 0 5 0
.
6 7 x 10
一 6 A S 4
0
.
0 2 5 0
.
3 3 x 10
一 6 A S S
P b Z
+
1
.
0 4
.
8 3 x 10
一 ` P b l
0
.
5 2 4 1 x 10
一 6 P b Z
0
.
2 5 1
.
2 1 x 10
一 ` P b 3
0
.
12 5 0
.
60 x 10
一 6 P b 4
0
.
0 6 5 (飞 30 x 10一` P b s
C d Z
+
0
.
2 1 7名x 10一` C d l
0
.
1 0名9 x 10一 6 C d Z
0
.
0 5 0 4 4 x 10
一` C d 3
0
,
0 2 5 0
.
22 x 10
一 6 C d 4
0
.
0 ! 2 5 0
.
1 1 x 10
一 6 C d s
2
.
4 随机选取经固定处理 的材料在解
fltJ 镜下剥出雄蕊 , 切开花药 , 使生殖细
胞暴露 , 用改良苯酚品玄!` 染色 , 压片后
皿显微镜下观察 。
2
.
5 按小抱子母细胞减数分裂 的三个
! !寸期的情况分别进行统计 。
2
.
5
.
1 观察减数分裂后期 1 的细胞各
20 0 个左右 , 记下发生畸变 (有染色体
断片和落后染色体 ) 的细胞数 , 计算畸
一 3 1一
DOI : 10. 13623 /j . cnki . hkdk. 1992. 02. 012
第 1 卷 第 2期 云南环挽科学 1 99 2年 11 月
变率 ( e A F )
` , 卜
~
、 , 有染色休畸变的细胞数 . , 八 n : /畸变率 ~ 卫竺止瑞资无星泞拭瑟井竺~
x 10 %, · J、 一卜 一 观察细胞数
2
.
5
.
2 观察二分体 (D Y A D ) 的细胞
3 00一 5 0 0 个 , 记下 出现微核的细胞数 ,
计算微核率 .
微核率 = 具有微核率的细胞数观察细胞数 x 10 0 %
2
.
5
.
3 观 察 四 分 体 期 问 小 袍 子
7 0 0一 10 0 0 个 , 记下 出现微核的细胞以
及由于微核形成的额外小抱子 , 计算微
核率 。
微核率 =
声
具有微核的小抱子数
观察小袍子数 x 10 0 %
其结果经 Y o ct 、 法检验 , 求其 P 值 。
结果与讨论
经过实验观察 , 空白对照与处理的
c A F 和 M c N F 见表 2 。 由表 2 可以看
出 、 各利,处理液所引起的染色体畸变率
( C A F ) 和微核率 (人I C N F ) 与空 l二l又寸
!!砚, 除福离子浓度为 o . o 1 2 5m g / L 有
显著性差异外 , 其余皆有极显著性差异
( P < 0
.
0 0 1 )
. 回 归分析表 I少J , 它们与
A s
a+ 、 P b Z
+ 和 e d Z+ l年勺浓度有显著 l白正打J
关 、 且呈线性关系 , 海茱花 四分体的微
核率与 A +sa 的浓度遵 循 Y = lj . 】6 7户 2“ ,`
(
r = 。 . 9 2 4 6) 方程 , 与 c d Z十的浓并遵循
Y = 2 7
.
9 7 9 + 5
.
5 9 7 l L , l x (
r = 0
.
9
`
12 7 )
方 程 , 与 P b +2 的 浓 度 遵 抓
Y = 3
.
0 1 0+ 1 0
.
9 9 9 x ( : = 0
.
9 8 17 ) 方不` , {:
由实验结果可以看 出 :
3
.
1 海菜花对水体中的有害元素颇 为敏
感 , 低 浓 度 ( e d , + 0 . 0 2 5 11 9 / L 、
A s 3
+
o
.
o 2 5 nr g / L 和 P b Z+ o . o 6 5m g / L )
的有害元素即能引起其杂色休畸变和产
生微核 。 而其经处理后的染色休畸变率
( C A F ) 和微核率 (入I C N F’ ) 与有害元
素的剂星呈高度正和关 , 并有明显的线
性规律 , 故可以考虑用这种水生粗 由建
立新的水体毒物检验系统 , 可以排除用
其它陆生植物 (如蚕豆等 ) 在监测水体
时因改变生长环境而造成的人为干扰 .
3
.
2 统计结果显示 , A s+3 、 P b+2 处理过
的植物四分体的 M c N F 约为二分体的一
半 , 经吻合度检测 , 两组共 10 个农度
的二分体细胞 M C N F 与尸分体细胞的
M C N F 皆与 2 : 1 的假设相 吻合 , 此种
J清况表明 , 二分体细胞分裂成为数量加
倍的四分体细胞后 , 具有微核的细胞数
并没有显著变化 。 因而可以认为 , 在减
数分裂的第二次分裂期植物细胞对有害
元素不敏感 , 其敏感期是在第一次分裂
的后期 (即后期 x ) 以前 。 而 e d Z+处理
的四分体的 M c N F 和二分体的 M c N F 近
才}} I司, 这与我们在统计 M C N F 时仅只
计细胞内微核的有无而不计同一细胞内
微核数的多少有关 , 实 际观察的情况
是 , 经 C d +2 处理后二分休同一细胞内
的微核数皆较多 , 当继续分裂时 , 这些
微核亦可随机 J也分布到四分体细胞中 ,
使较多的细胞具有微核 , 囚而这可能成
为导致二分体的 M c N F 较接近的主要原
因 , 这 三种悄 况中 , 以统计四分体的
M c N F 能校客观地反映有元素遗传毒性
的程度 , 加之细胞数笙 、人多 , 取材方
便 , 观察清楚 , 统计准确 , 均优于对问
期染色体畸变和二分体微核的观察 .
3
.
3 在选用的三种有害元素中 , 无论
按离子浓度的毫克 / 升 (m g / )L 或按
摩尔浓度 , 同剂量和 C d +2 诱变产生 的
微核率明显高于 A S 3+和 P b+2 , 在具有
微核的细胞中出现 的微 核数都高于后
者 。 但若以摩尔浓度计 , A s 3+ 和 P b Z+的
C A F 和 M c N F 在 低 浓 度 ( 1 . 3 x
10
一 6m ol / L 以下 ) 较接近 , 随着浓度
一 3 2 一
第 1 卷 第 2 期 云南环烧科学 19 92 年 11 月
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卜曰 、 ` 翻 口 口 七 抽 沁 认 卜 . J O 目 与 J 口 普 离
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一 3 3一
第 1 卷 第 2 期 云南环境科学 199 2 年 1 1月
升高 , P b Z+ 的遗 传 毒 害则远 远超 过
A s+3
, 而 以离子的毫克 / 升计则是 A s +3
超过 P b Z+ 。 (见表 2 )
在横向比较时 , 要考虑离子的毫克
/ 升浓度和摩尔浓度对植物危害强度的
差异 。
ǎ憋国z共降裸山巨
多OYL争口`20
Z少2己-1
ǎ怒“z荟烈冷众目
0
.
2 0
.
4 0
.
6 一 x
A 、 的浓度呢 / L
图 J . 四分袍子微柱字与人 : 浓度的关系
ǎ碧国Z荟阵烈众口乙
P卜的浓度呢 / L
门之 . 四分袍了微住衣与 p卜浓度的关系
图3 . 四分抱子微技率与 c d 浓度的关系
参 考 文 献
1 陈光荣等 , 中国环境科学 . 4 , 3 〔19 8 5)
2 朱必才等 . 遗传 , 5 , 一5一 9 ( 19 8 8 )
3 吴征谧主编 , 云南植物志 . 7 58 一 7 60 , 科学出
版社 , 北京 , 1 98 6
4 头 , oP tu N , R ao 等 , 王永潮译 , 早熟染色
休凝集 , 12 9一 13 3 , 北京师范大学出版社 , 北京 , 一9 8 5
5 日 , 小川和朗等 , 薛德榕译 , 植物细胞学 ,
2 7 0一 2 7 1 , 科学出 J饭社 , 北京 . 1 9 8 3
6 T e一H s i u M a , M u t a l io n R e s e a r e h , 6 5 (5 ) , 3 0
9一3 12 ( 19 7 9 )
· 本文经邱崇力先生指教 , 云南大学王焕校教授
审阅 , 特此致谢 !
米米浓米米 浓浓浓浓浓浓米浓浓米浓米浓米浓浓浓滚浓浓浓浓米浓浓 浓滚米浓浓
(上接 59 页 ) 用液 , 不如直接用 b 固定液稀释效果
3 结 论 好 , 可稳定四天 , 保存率和稳定率都在
不加稳定剂的浓标液和稀标液放置 95 % 以上 。
) 寸问较短 , 放置一天 , 硫化氢浓度降低 经研究已解决了硫化氢标准溶液不
30 % 左右 . 而加稳定剂 的放置时问较 稳定 问题 , 用 b 固定 剂 可直 接配制
` 长 , 特别是在 I OOm l 洽液里加人 0 . 4 克 5赵g / m l 稀标准使用液保存 。
E D T A 和 0 . 5 克 N a O H 作为固定剂效 参考文献
果更好 , 用它稳定 51 9 / m l稀标准使用 l 、 成都工学院分析化学教研组编 《 大气监测原理
液 , 可保存八 天 , 保存率在 95 . 1% 以 及方法》 , 97 名· , 03一 ,.06
上 , 标准 111线斜率稳定率在 9 5 . 2 % 以 2 、 王鸿衫 , 分析化学 · ( , 9 82 ) , 1 0 ( 8 ) , 4 7 9 ,
上 。
浓标固定液再用水稀为 5扛g / m l 使
一 3 4 一