全 文 ：二氧化硫是我国当前最主要的大气污染物，在个别地
区污染相当严重。SO与其它大气污染物进行化学反应，生
成各种硫酸盐，这些成分随雨水共同降落成为“酸雨”，
能够导致土壤和水系的酸化，干扰植物的代谢，对生态系
统有很大的破坏作用，从而间接地危害人类健康 。据报
道，0.05～10mg/L的二氧化硫浓度就有可能危害植物 。二
氧化硫可通过植物气孔呼吸和根系吸收进入植物体内，形
成HSO 和SO 等离子，使植物细胞受到伤害，影响植物的正
常生长 。菘蓝 Isatis indigotica fort 是我国常用
传统中药板蓝根，大青叶的主要来源，含有靛蓝及靛玉红
等多种生理活性成分，具有清热凉血之功效 。目前，国内
外对菘蓝品种资源进行了较为完整的形态学和生物学特性
等方面的研究，并在菘蓝二倍体植株染色体核型分析方面
取得了一定成果，为菘蓝的鉴别和培育育种提供了一定的
细胞学依据。但SO对菘蓝根尖生长及细胞分裂的影响研究
甚少。本文就二氧化硫对菘蓝根尖生长及细胞分裂的影响
进行了初步研究和探讨，模拟二氧化硫污染，研究其对植
物生长的危害。为二氧化硫毒性机理研究和环境检测提供
实验依据。
菘蓝种子由北京同仁堂河北省玉田中草药试验基地提供。
（1）根尖的培养。选用饱满的菘蓝种子，放在烧杯里
用自来水冲洗，然后用70%酒精消毒1min，升汞消毒
10min，再用蒸馏水冲洗2～3次，最后放入已灭菌并且铺有
湿纱布的培养皿中，置25℃的恒温培养箱中催芽培养，当
初生根长到0.1～0.5cm时选取发育良好，大小相近的幼根
用于药物的监测处理。
（2）溶液配置。亚硫酸钠和亚硫酸氢钠按3:1比例配制
成混合液，浓度分别为0.1mmol/L、0.2mmol/L、0.5mmol/L、
1.0mmol/L、1.5mmol/L、2.0mmol/L、2.5mmol/L。
（3）根尖测量与处理。每隔24h向选用的菘蓝材料滴
加亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的混合液，以保持纱布湿润，
25℃恒温培养，每隔1天测量一次幼根长度，4天后测鲜
重，该实验设置三个重复，每一个重复观察30条根尖，各
处理组以30条根尖平均值作为根长度和鲜重。待根尖长至
１cm左右时，于上午9:00～10:00切取根尖。切下的根尖用
蒸馏水冲洗后加入0.002mol/L的8-羟基喹啉中，在黑暗条
件下预处理2.5～3h，取出根尖用蒸馏水洗3次，再用
0.075mol/L的氯化钾低渗处理30min，蒸馏水冲洗3次后加
入卡诺固定液放入冰箱中固定24h，蒸馏水洗3次，最后转
入70%的酒精中保存备用。
（4）制片与镜检。取出处理好的根尖用蒸馏水冲洗
3次，加入1N盐酸，60℃下解离10min，再用蒸馏水冲洗3
次，切取根尖分生区，然后用碱性卡宝品红进行染色10～
15min，常规压片，镜检每个处理观察20株幼苗的20条根
尖，每个处理随机观察10张片子，每个片子随机统计5个视
野的细胞(共1000个)，进行显微拍摄。
对实验结果进行方差分析，采用新复极差检验法进行
各处理的多重比较，检测不同处理间的差异显著性。
对不同处理培养的菘蓝根尖，每隔24h测量1次根尖长
度，4天后测量每个处理30条根尖的鲜重，根尖长度和鲜重
资料（表1），并将表1中的菘蓝根尖生长量平均资料进行
2
3 3
2
[1]
[2]
- 2-
[3，4]
[5]
（ ）
1 材料和方法
1.1 材料来源
1.2 方法
1.3 统计分析
2 结果分析
2.1 二氧化硫对菘蓝根尖生长的影响
二氧化硫对菘蓝根尖生长及细胞分裂的影响
苏朝棉
（山西农业大学研究生院，山西 太谷 030801）
摘 要：以二倍体菘蓝为材料，研究二氧化硫对菘蓝根尖生长及细胞分裂的影响，结果表明：低浓度二氧化硫对菘蓝根
尖生长及细胞分裂没有影响；高浓度的(1.5～2.5mmol/L)二氧化硫能够抑制菘蓝根尖的生长，同时使细胞有丝分裂指
数、发芽率下降，并诱发细胞分裂异常，且呈明显的时间效应和剂量效应。
关键词：二氧化硫；菘蓝根尖；有丝分裂指数；发芽率
Abstract:Effect of sulfur dioxide on the cell division and growth of isatis indigotica fort root tip was studied. Using explant of
diploid isatis indigotica fort.The results showed that the lower concentration of sulfur dioxide solution had no effect on the isatis
indigotica fort root tip cell division and growth, but the growth of isatis indigotica fort root tip slowed down when they incubated
with higher concentrations of sulfur dioxide,the sulfur dioxide decreased the mitotic index significantly and germination rate,as
well as induced abnormal division.
Key words:Sulfur dioxide;Isatis indigoticafort root tip;Mitotic index;Germination rate
收稿日期： 修回日期：
作者简介：
2009-11-20 2009-12-22
苏朝棉（1984-），女，河北南和籍，硕士，研究方向为真菌资源及真菌病害。
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中国西部科技 2010年01月（上旬）第09卷第01期 第198期总
多重比较（表2）。
表1显示对照组根尖长度分别为0.51cm、1.67cm、
3.84cm、5.38cm，鲜重为0.633g；0.1mmol/L根尖长度分别为
0.53cm、 1.64cm、 3.80cm、 5.21cm， 鲜 重 为 0.652g；
0.2mmol/L根 尖 长 度 分 别 为 0.48cm、1.59cm、3.69cm、
5.01cm， 鲜 重 为 0.663g； 0.5mmol/L根 尖 长 度 分 别 为
0.50cm、 1.61cm、 3.75cm、 4.90cm， 鲜 重 为 0.590g；
1.0mmol/L根 尖 长 度 分 别 为 0.52cm、1.63cm、3.78cm、
4.92cm，鲜重为0.459g；1.5mmol/L根尖长度分别为0.52cm、
0.53cm、0.55cm、0.56cm，鲜重为0.307g；2.0mmol/L根尖长
度 分 别 为 0.50cm、 0.51cm、0.53cm、0.54cm， 鲜 重 为
0.274g； 2.5mmol/L根 尖 长 度 分 别 为 0.50cm、0.51cm、
0.54cm、0.55cm，鲜重为0.252g。结果说明菘蓝根尖生长
量、根尖鲜重随二氧化硫浓度增高而逐渐降低。
多 重 比 较 结 果 显 示 对 照 及 浓 度 为 0.1mmol/L、
0.2mmol/L、0.5mmol/L、1.0mmol/L的处理之间菘蓝根尖的
生长无显著差异。可以说处于同一个生长水平。高浓度处
理(1.5mmol/L、2.0mmol/L、2.5mmol/L)的菘蓝根尖生长量
显著低于对照和低浓度的处理。并且2.0mmol/L与低浓度处
理之间还出现极显著差异。
经统计发现，各处理组均能对细胞有丝分裂产生影
响，其结果按不同的染毒时间分两组，结果见表3和表4。
表3显示0mmol/L有丝分裂指数分别为43.86%、44.5%；
0.5mmol/L有丝分裂指数分别为31%、30.1%；1.0 mmol/L有
丝分裂指数分别为28.71%、26%；1.5mmol/L有丝分裂指数
分别为11.94%、10.18%；2.0mmol/L有丝分裂指数分别为
8.49%、8.0%；2.5mmol/L有丝分裂指数分别为5.1%、
4.99%。结果说明二氧化硫浓度越高、处理时间越长，有丝
分裂指数越低。
表4统计结果表明：不同浓度二氧化硫对细胞有丝分裂
有明显的抑制作用，浓度越高，抑制作用越明显（见图
1）。结果显示对照、0.5mmol/L、1.0mmol/L、1.5mmol/L、
2.0mmol/L之间的细胞有丝分裂指数无显著差异。而高浓度
2.5mmol/L的细胞有丝分裂指数显著低于低浓度的处理。
二氧化硫处理菘蓝根尖细胞后，可导致多种类型的染
色体畸变。染色体数目的增加(图8、9、10)、染色体数目
的减少(图11、12、13)。
实验表明：二氧化硫对菘蓝根尖生长、细胞分裂有明
显抑制作用，抑制作用程度表现明显的剂量效应，随剂量
增加，抑制作用也缓慢增加。这说明药物抑制有一个有效
浓度范围（1.5mmol/L～2.5mmol/L），在这个范围内，药
物浓度只要稍有增加，则抑制作用明显。小于此范围，随
药物浓度变化抑制作用没有明显的增加或减少。结果表明
表1 不同浓度的二氧化硫处理菘蓝根尖生长情况及根尖鲜重的统
计资料
表2 不同浓度下菘蓝根尖平均生长资料的新复极差检验
表3 不同浓度的二氧化硫对菘蓝根尖细胞有丝分裂指数的统计资料
表4 细胞有丝分裂指数新复极差检验结果
图2 不同浓度的二氧化硫对菘蓝根尖细胞有丝分裂指数的影响
2.2 二氧化硫对菘蓝根尖细胞分裂的影响
3 讨论：二氧化硫对菘蓝根尖生长及细胞分裂的影响
图1 不同浓度二氧化硫对菘蓝根尖长度的影响
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开 发 应 用
药物的抑制应该是药物分子通过与生物大分子相互作用(或
结合)使这些生物大分子的活性发生变化(抑制或失活)从而
干扰有丝分裂及生长进行,表现出抑制效应 ，二氧化硫
处理菘蓝根尖细胞后，可导致多种类型的染色体畸变上述
染色体畸变可能是药物直接损伤DNA或者干扰DNA、蛋白质
合成或RNA的转录的结果 。关于二氧化硫对菘蓝根尖细胞
染色体畸变的机理尚待进一步深入研究。
水：间期（图3）前期（图4）中期（图5）后期（图
6）末期（图7）
0.5 mmol·L：间期（图8）前期（图9）中期（图10）
后期（图11）
1.0 mmol·L：间期（图12）前期（图13）中期（图
14）后期（图15）
1.5 mmol L：间期（图16）前期（图17）中期（图
18）后期（图19）
2.0 mmol L：间期（图20）前期（图21）中期（图
22）后期（图23）
2.5 mmol L：前期（图24）中期（图25）后期（图
26）
[1,7,8]
[8]
4 图版说明
4.1 不同浓度的二氧化硫处理下细胞分裂各时期图
4.2 染色体变异
·
·
·
参考文献:
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图3 图4 图5
图6 图8图7
图9 图10 图11
图12 图13 图14
图15 图16 图17
图18 图19 图20
图21 图22 图23
图24 图25 图26
图27 图28 图29
图30 图31 图32
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中国西部科技 2010年01月（上旬）第09卷第01期 第198期总