全 文 ：第27卷第4期 生态科字 27(4)：208．211
2008年8月 EcologicalScience Aug．2008
太湖蓝藻滤液的遗传毒性研究
谢晓玲1，徐德琳2，邓自发L
2’
1．南通大学生命科学学院，江苏，南通226007
2．南京大学生命科学学院，江苏，南京210093
【摘要】 蓝藻爆发是环境污染引发的重要事件之一，随之产生的蓝藻毒素又直接危及区域水安全。该论文采用蚕豆和
大蒜根尖微核试验研究了太湖蓝藻暴发期间蓝藻滤液的遗传毒性。结果表明，同阴性对照相比，所有试验处理对蚕豆根
尖细胞微核发生率的影响显著增加：对大蒜根尖细胞微核发生率而言除蓝藻滤液8倍稀释液的影响不显著外，其它水平
效应显著高于阴性对照，而且表现出一定的剂量效应。暴发期蓝藻滤液原液对蚕豆根尖细胞微核发生率影响显著高于阳
性对照(0．8mg·mL_1环磷酰胺)的效应，从而说明蓝藻暴发时期蓝藻滤液具有较强的遗传毒性。通过微核试验效果分析，
蚕豆作为植物监测系统的敏感性和稳定性都优于大蒜材料。
关键词：蓝藻：微核试验；遗传毒性
中图分类号：Q949 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2008)04—208-04
ThestudyOiigenotoxicityofblue·-greenalgaefiltrateduringblue·-greenalgaefast
growthinLakeTai
XIEXiao-lin91．XUDe．11112DENG,Zi．fal’2+
J．SchoolfLffeScience,NantongUniversity,Nantong,22600ZChi a
2．SchoolfLareScience,NanfingUniversity,Nanjing,210093,China
AbstractThegeneticoxicologyfblue-greenalgaefiltrateofTaiLakewasinvestigatedusingmicronucleustestofroottipcellof
HciafabaandAlliumsativumL．．11圮resultshowedthatincontrasttonegativecontrol(purewate )．theeffectsofothert eatments
Onmicronuclens(MCN)oftwoplantrootcellsweresignificantlyincreasedexceptforhoseofeighttimesdiluentofblue-green
algaefiltrate．andth ttheffectswhichinducedmicronucleusinroot-tipcellsofplantexhibiteddose-effect．11圮effectofstock
solutionofblue-greenalgafiltrateonMCNofroottipcellofbroadbeanwasignificantlyhigherthanthatofpositivecontrol(O．8
mg·mL～cyclophosphamide)．ItCanbeconcludedthatthereisstronggenotoxicityinblue-greenalgaefiltrateduringblue-green
algaefastgrowthinLakeTai．
Keywordsblue·greenalgae；micronucleustest；g notoxicity
收稿日期：2008-06-23收稿，2008-08．10接受
基金项目：科技部太湖863专项(2002AA601012-06)：南通大学博士启动基金(08812)：南通大学校级自然科学基金(077-032，077-．031)
作者简介：谢晓玲(1970--)，女，硕士，副教授。主要从事遗传学与细胞生物学教学与研究．已发表论文lO余篇．
’通讯作者：dcngzifa@126．tom
万方数据
4期 谢晓玲，等：太湖蓝藻滤液的遗传毒性研究
1引言(Introduction)
微核是细胞在有丝分裂时因各种有害因素损伤。
使细胞核成分残留在核外的微小染色质块。由于它与
染色体畸变有明显的相关性，可作为反映外源性因
素对细胞染色体损伤强度的指标【l】。细胞微核试验
(Micronucleustest，MCNT)技术具有简便、快速、灵
敏高等优点，蚕豆．(Hciaf ba)根尖细胞微核技术更被
国际诱变剂、致癌剂防护委员会(ICPEMC)推荐为
检查致癌剂、诱变剂常用的遗传毒理方法之一，并被
列为国家监测水质污染的规范方法之一【2|。
蓝藻是一类单细胞原核生物，大多数(约75％)
为淡水产。在一些营养丰富的水体中，有些蓝藻常于
夏季大量繁殖，并在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味
的浮沫，即“水华”。有些蓝藻种类产生的毒素
(micmcystin，MC)除了直接对鱼类、人畜产生毒害之
外．也是肝癌的重要诱因【3】。蓝藻的监测和控制长期以
来都是一个研究热点，尤其是2007年太湖蓝藻爆发
引起无锡供水危机后，社会各界对蓝藻爆发影响的关
注程度有增无减。有关蓝藻爆发机制研究已有诸多分
析，然而有关蓝藻毒素的遗传毒性研究鲜有报道。本
项研究分别采用蚕豆和大蒜根尖细胞微核试验研究
了不同剂量蓝藻毒素的遗传毒性效应，从而为蓝藻爆
发的效应评价及控制措施研究与实践提供借鉴。
2材料与方法(Materialsandmethods)
2．1材料
蚕_豆_(Viciafaba)为通蚕3号，大蒜(Alliumsativum
L)为邳州白蒜。
蓝藻水样是2007年5月采自太湖梅梁湾
(E120012’30”，N31026⋯6，)。蓝藻水样经双层滤纸过滤
后原液保存备用。
2．2试验方法
2．2．1蚕豆根尖微核试验
蚕豆根尖微核试验按常规方法进行，处理时间
24h，修复培养24h。蓝藻水样处理设置分别为原液、
原液用纯净水稀释2倍、稀释4倍及8倍做为处理组，
纯净水为阴性对照组，0．8m∥rnl的环磷酰胺溶液为
阳性对照。每个试验组随机镜检5个根尖，每个根尖
至少观察并统计细胞1000个，计算微核千分率
(mieronucleusrate，MCN960)。
2．2．2大蒜根尖微核试验
将大蒜浸入纯净水中，放入25℃恒温培养箱中
培养，待不定根长至0．5～1．0cm时，将根浸入不同稀
释倍数的蓝藻水样中(试验设计同蚕豆根尖微核试
验)的处理中培养24h。同时设纯净水阴性对照组及
环磷酰胺溶液阳性对照组，处理同上。经修复培养
24h后将处理的根尖用自来水冲洗后剪下，用卡诺氏
液固定24h，水解后用卡宝品红溶液染色。每个试验
组随机镜检5个根尖，每个根尖至少观察并统计细胞
1000个，计算微核千分率(MCNg“)。
2．2．3试验数据通过SPSS13．0进行方差分析检验差
异显著性，并采用Duncan法进行多重比较分析
(网．05)，Origin7．0绘图。
3结果(Results)
3．1蓝藻滤液对蚕豆及大蒜根尖微核率的方差分析
蓝藻滤液经不同倍率稀释后的水样对蚕豆和大
蒜根尖微核率影响分别与阴性对照和阳性对照方差
分析见表l和表2，结果表明各处理间差异都达到极
显著水平(p<0．01)。微核主要是由于细胞分裂过程中
染色体畸变而导致的，即微核发生率的高低一定程度
上是细胞分裂是否正常的表征，由此认为蓝藻滤液对
两种植物根尖细胞有丝分裂的正常进行有显著影响。
表l蓝藻滤液对蚕豆和大蒜根尖微核率影响的方差分析表(阴性对照)
Table1ANOVAoftheeffectofblue-greenalgaefiltrateonMCN％,ofr ot卸cell(negativecontr01)
万方数据
表2蓝藻滤液对蚕豆和大蒜根尖微核率影响的方差分析表(阳性对照)
Table2 ANOVAoftheffectof blue-greenalgaefiltrateOnMCN‰ofroottipcell(positivecontr01)
3．2不同稀释倍数的蓝藻滤液对蚕豆微核率的影响
从图l可以看出随着蓝藻滤液稀释倍数的增加
蚕豆根尖细胞微核发生率显著下降，稀释8倍时蚕豆
根尖细胞微核发生率已经和阴性对照相接近，尽管前
者的影响尚显著高于后者(p=0．047)。与阳性对照相
比，蓝藻原液对蚕豆根尖细胞微核发生率的影响显著
增加，对原液进行两倍稀释后所产生的遗传效应同阳
性对照无统计学差异(p>0．05)。四倍和8倍稀释后
的蓝藻滤液对蚕豆根尖细胞微核发生率的影响已显
著低于阳性对照(p<0．05)。
阴性对照 原液2倍稀释4倍稀释8倍稀释阳性对照
NCK 1× 2× 4× 8×PI罐
图1不同倍率稀释的蓝藻滤液对蚕豆根尖微核的影响
Fig．1TheffectofCyanobacteriafiltrateOnMCNNoofr ot
tipcellofbroadbean
3．3不同稀释倍数的蓝藻滤液对大蒜微核率的影响
从图2可以看出不同稀释倍率的蓝藻滤液对大
蒜根尖细胞微核发生率的影响趋势同蚕豆的非常相
似，随着蓝藻滤液稀释倍数的增加大蒜根尖细胞微核
发生率显著下降(p<0．05)。与阴性对照相比，稀释8
倍时大蒜根尖细胞微核发生率仅略高于阴性对照，而
且二者之间无统计学差异(p>0．05)j蓝藻原液对大
蒜根尖细胞微核发生率的影响与阳性对照无显著性
差异(p>0．05)，而原液经2倍、4倍及8倍稀释后所
产生的遗传效应显著低于阳性对照(p漠25
Z
呈20
^V
漠三15
垂薹。。
o
建
置
阴性对照 原液2倍稀释4倍稀释8倍稀释日性对照
N(=I( 1× 2×4×8×PCK
图2不同倍率稀释的蓝藻滤液对大蒜根尖微核的影响
Fig．2TheffectofCyanobacteriafiltrateOI!MCN，‘．ofro t
tipcellofgarlic
4讨论(Discussion)
4．1蓝藻滤液的毒性分析
水体富营养化所导致的蓝藻暴发不仅影响水体
景观效果，而且还会产生藻毒素，给水生态系统及公共
卫生安全带来严重威胁，世界各国都有因藻毒素引起
的鱼类、家畜及人中毒死亡的事件。2007年太湖蓝
藻暴发所引发的无锡市水危机再一次引起了国家和
地方政府的高度重视。蓝藻毒素因为藻类种类的多
样化而成分复杂，针对动物而言大致可分为肝毒素、
神经毒素和表面刺激毒素【3】，可以和蛋白磷酸酶或其
。它靶目标结合，导致蛋白质合成受阻[4】或神经系统紊
乱【5J。此外蓝藻毒素还被证明是一种促肿瘤剂，具有
致癌作用，直接影响细胞正常的有丝分裂过程【6J。微
囊藻毒素可对其它藻类的生长产生显著的抑制作用，
并导致其细胞最终溶解【7】，其作用方式可能是在染色
体水平影响细胞的分裂过程pJ。
一般认为微核来源于无着丝粒染色体断片或落
后染色体，微核检出率高低可反映染色体受损的程
度，反过来又可检验受试样品致畸毒性的强弱。太湖
蓝藻滤液对蚕豆和大蒜根尖细胞微核发生率的影响
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万方数据
4靼 谢晓玲，等：太湖蓝藻滤液的遗传毒性研究 211
显著高于阴性对照，稀释8倍后其毒性才降至安全水
平。而阳性对照0．8nag·mL-1环磷酰胺已具有很强的
染色体断裂作用和破坏纺锤体结构的功能【9】。图1表
明蓝藻滤液原液对蚕豆根尖细胞分裂的影响显著高
于阳性对照，从而说明蓝藻暴发时期蓝藻滤液具有较
强的遗传毒性。
4．2不同植物微核检测敏感性与稳定性
从蚕豆和大蒜微核试验结果可以看出两种植物
都可检验出受试样品的致畸毒性。通过对蚕豆和大蒜
根尖细胞微核发生率进行配对资料差异显著性检验
表明，蚕豆根尖细胞微核试验检出的微核率明显高于
大蒜根尖细胞微核率(p<0．05)，因此蚕豆根尖细胞
的敏感性高于大蒜根尖细胞。与蚕豆根尖微核试验相
比，大蒜根尖微核试验也具有一定的优点，因为大蒜
可用鳞茎进行营养繁殖，能够在保持遗传性稳定的情
况下进行规范化推广应用。每瓣鳞茎可以萌发出数条
至十多条不定根，用一瓣鳞茎作一个处理又可以消除
因用不同个体进行处理时出现的个体差异。通过不同
处理下蚕豆和大蒜根尖细胞微核发生率的变异系数
进行统计分析后发现，前者微核发生率的变异系数略
大于后者，但二者差异尚达不到统计学显著水平
(p>o．05)，所以就敏感性和稳定性而言蚕豆作为植
物检测系统优于大蒜。
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嘲
嘲
Ⅲ
嘲
旧
m
嗍
阱
万方数据
太湖蓝藻滤液的遗传毒性研究
作者： 谢晓玲， 徐德琳， 邓自发， XIE Xiao-ling， XU De-lin， DENG Zi-fa
作者单位： 谢晓玲,XIE Xiao-ling(南通大学生命科学学院,江苏,南通,226007)， 徐德琳,XU De-
lin(南京大学生命科学学院,江苏,南京,210093)， 邓自发,DENG Zi-fa(南通大学生命科学
学院,江苏,南通,226007;南京大学生命科学学院,江苏,南京,210093)
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGICAL SCIENCE
年，卷(期)： 2008,27(4)
被引用次数： 1次

参考文献(9条)
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