水质污染对蚕豆根尖细胞微核的影响

水质污染对蚕豆根尖细胞微核的影响

陆汉祥通州区新联中学

一前言

遗传伤害是污染物对人类和其他生物危害中最值得重视的问题，植物微核作为检测环境中致变因子的方法已得到肯定。最早的报道是美国马德修教授在70年代后期用紫露草（Tradescantia paludosa）花粉母细胞微核(Micronacleus,MCN)数量来测定环境的污染。现在，这一技术已被美国国家环境保护局定为检测环境污染的常规指标之一。

八十年代初，我国山东海鲜学院方宗熙教授等也用紫露草微核观察来检测空气和海水中的污染程度，取得了初步的成果。微核检测法代替染色体畸变分析法来检测环境对生物遗传物质的伤害具有简便、快速和灵敏性较高等特点。本文用蚕豆根尖为材料，通过观测环境中致变污染物对生物遗传物质作用所产生的微核，为环境污染程度提供细胞学指标，从而为保护水源、治理污染提供科学依据。

二实验材料与方法

1实验材料：

本实验所用材料是江苏南通市新联种子公司出售。

测试水样为南通市新联镇新韩河卞西村段污水，以及

1/1000g/L AgNO3溶液和1/2500g/L AgNO3溶液。

2实验方法：

2.1根尖培养

将蒸馏水浸湿的蚕豆包裹于潮湿的纱布中，25℃，培养2-3天。

2.2、根尖和染毒:

根尖长至0.5cm左右，将其放在泡沫塑料块的小孔中，根尖向下露出。再将泡沫塑料块放于不同的处理液中，使根尖染毒，染毒24小时。（处理液分别是：100%新韩河卞西村段污水，50%新韩河卞西村段污水。1/1000g/L AgNO3溶液、1/2500 g/L AgNO3溶液以及作对照用的蒸馏水。）

2.3恢复培养：

经染毒24小时的蚕豆根尖（长至1cm左右）转至蒸馏水，恢

复培养24小时。

2.4根尖固定

恢复培养的根尖长至1-2cm后，于下午1时左右，将根尖剪下，用新配的卡诺固定液（无水酒精：冰醋酸=3：1）固定24小时，于70%酒精溶液中保存，待用。

2.5根尖制片

从70%酒精中取出根尖，用蒸馏水漂洗，再放于1N的HCL中，在60%水浴中解离8-10分钟。酸解后的根尖，在载玻片上切

取0.5cm长用大头针挑开，滴上几滴苯酚品红染色液染色

15-30分钟，盖上盖玻片，压片。

2.6、观察与计数

选取根尖分生区平铺均匀的玻片置于高倍显微镜下观察，统计微核（Micronucleus,MCN）。每种处理液镜检10条根尖，每条根尖观察约1000个细胞，然后从各组观察的细胞总数中计算微核细胞率

（‰）。微核细胞率是从出现微核的细胞为单位进行统计的，即:

微核细胞率（‰）=出现微核的细胞数/观察总的细胞数×1000‰三实验结果

四讨论

如上表中所示，用新韩河卞西村段污水100%，处理蚕豆根尖，其微核细胞率为12.312‰，而50%新韩河卞西村段污水处理的蚕豆根尖，其微核细胞率为7.592‰，两者与对照组蒸馏水相比，微核细胞率明显提高。经卡方（X2）检验差异非常显著。表明新韩河污水中存在有诱发蚕豆根尖细胞产生微核的有毒物质。

新韩河污水主要为生活污水，由附近的卞西村、尹家园村、韩家桥村村民生活污水排入及农田污水排入河中形成。此河污水浑浊，恶臭严重。生活污水来源是多方面的，首先家庭产生的污水，主要含有的致变因子有洗衣服后产生的含洗衣粉的污水、洗涤剂洗涤餐具后产生的含有洗涤剂的污水、镇区化粪池流出的污水等。

洗涤剂是一类具有代表性的环境污染物，有广泛的使用基础，其潜在的致突变和致癌效应已引起人们的普遍关注，洗衣粉在生产

中含有的合成洗涤剂所占比例最大，使用量最多，其主要成分是直链烷基苯磺酸钠（LAS）占10-30%，还有烷基苯磺酸钠，这些物质有毒性、能致突变、致癌，已被公认。洗衣粉、洗涤剂是家家户户必用的，因此必然产生许多含有有毒的生活污水，进入水环境中，除本身的毒性外，这些化学物质间的相互作用以及其降解后的产物对生物也有明显毒害作用。洗衣粉类有机污染物既能诱发染色体损伤如染色体断裂等，亦能使纺锤体中毒，因而100%新韩河生活污水处理的蚕豆根尖细胞中出现较多的大小不等的微核。这是由于污染物诱发产生的染色体断片在正常细胞分裂中滞留下来的染色体断片在间期形成大小不等的微核。微核的大小取决于染色体断片的大小，新韩河污水处理后的蚕豆根尖出现微核的数量明显高于对照组，说明此污水中含有诱发染色体断裂的污染物，且污染程度严重，这些污染物对人类细胞也有致突变和致癌效应。

两种不同浓度的污水处理的蚕豆根尖微核细胞率也不同，两者间经卡方检验也存在显著性差异，经稀释过的新韩河污水处理的蚕豆根尖微核细胞率明显下降。说明有毒成份的浓度也减少许多，这对治理污水、改善水质有较好的参考价值。

另外生活污水中还含有食物残渣碎屑、霉烂瓜菜、枯枝败叶、杀虫剂、建筑装饰用粘合剂、涂料、油漆、防水剂、农药等缓慢溶解物，这些有机物或直接进入水源或漂浮在空中，或粘附堆积在地面，经降雨淋洗和冲刷由下水道或地面进入水体，污染水质，

这些污染物也可能会提高细胞微核率。

1/1000g/lAgNO3溶液和1/2500g/lAgNO3溶液处理的蚕豆根尖微核细胞率分别为3.172‰和3.532‰，与对照组蒸馏水相比，差异均不显著，为什么会这样？是否重金属银离子对蚕豆根尖毒理作用很微弱呢？经观察并不是这样，AgNO3溶液处理的蚕豆根尖外表均呈棕褐色，经镜检发现根尖表层细胞都死亡，只剩一些纤维质细胞壁，在根尖中心一小部分细胞略呈白色，有可能是根尖表层的细胞受到Ag+毒害，随着Ag+浓度的富集提高，细胞即死亡，而根尖中心的细胞仍是活细胞，可能是Ag+富集的浓度还没有达到使细胞致死的浓度，镜检时能看到中心部分的细胞，微核细胞率比较低，浓度稀的Ag+的微核细胞率稍微高些，可能是浓度低毒害较低，能引起较多的细胞产生微核，银离子是重金属离子，主要是蛋白质的变性剂，能与有机配位体形成螯合物，生成可溶性的有机络合物，Ag+还能与金属硫蛋白相结合。Ag+对染色体的影响作用较小，这些可能是Ag+溶液处理的蚕豆根尖微核细胞率低的原因。

在用微核检测环境水质污染的技术，我们发现还应注意以下几个方面：

1.染毒根尖的长度要基本一致，以求根尖间细胞染毒同步，下午

1时左右取出根尖固定，因为下午1时是根尖细胞分裂的高峰期，此时固定后制出的切片易于观察。

2.解毒：制成的观察玻片质量的好坏，关键一步在于解离时间的