入侵植物紫茉莉遗传毒性的初步研究
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
紫茉莉水浸提液对蚕豆根尖细胞有丝分裂指数 有明显抑制作用 (表 1) ,水浸提液对有丝分裂的抑 制效应表现为处理时间和水浸提液浓度的双重依 赖 ,即随着浓度升高和作用时间延长 ,抑制效应增 强 。与对照组比较 ,地上部分水浸提液处理组蚕豆 根尖细胞的有丝分裂指数显著下降 ( 24 h 0. 025 mg ·L - 1处理组例外 ) ,其中 48和 72 h 0. 075 mg·L - 1
紫茉莉 (M irabilis ja lapa L. ) 又称胭脂花 、野茉 莉 、草茉莉 、地雷花等 ,为紫茉莉科紫茉莉属一年生 草本植物 。原产热带美洲 , 18世纪作为观赏植物引 入中国 [ 1 ] , 由于紫茉莉的叶 、根 、种子和花均可 入 药 [ 2 ] ,因紫茉莉在观赏 性和 药用 方面 都有 一定 价 值 ,在中国安徽 、江苏 、浙江 、江西 、福建 、四川等等均 有栽培 ,各地逸为野生后主要生长在路旁和荒地 ,可 能扩散到全国各地 ,已经被定为中国的入侵植
紫茉莉水浸提液对蚕豆根长表现出抑制作用 , 并随着浓度的升高和时间的延长呈现增强的趋势 。 在 24 h内各浓度处理下 ,蚕豆根长变化不明显 。此 后随着时间延长 、浓度的增加 ,通过形态学观察 ,蚕 豆根尖表现出明显的受害症状 :如根加粗而颜色变 深 ,这种症状随浓度升高和时间的延长而加剧 ,最终 导致根变黄 、变黑 。说明了长时间和高浓度水浸提 液处理对蚕豆根尖细胞有毒害作用 ,致使根尖显著 变短 、变黑甚至死亡 。 212 紫茉莉对蚕豆根尖细胞有丝分裂的影响
Abstract:M irabilis ja lapa L. , native to Trop ical America, had become a major invasive p lant in China. To evaluate the relationship between allelopathy and invasiveness in M. ja lapa, the m icronucleus test of V icia fabra toot tip cells was conducted to detect the genetic toxicity in2 duced by the aqueous extracts of M. ja lapa. The results showed that the aqueous extracts of M. jalapa disturbed m itosis of V icia fabra toot tip cells. The m itotic index decreased and the m icronucleus frequency increased, and aberrant chromosomes such as m icronucleus, chromosome bridge, chromosome break and chromosome lag occurred. These effects were concentration dependent and time dependent. The allelopathic effect of overground organ was stronger than that of underground organ. The water2solubility allelopathic substance in M. jalapa into environ2 ment through eluviation and secretion inhibited growth of other p lants, and allelopathy may be one of the mechanism s of M. jalapa rap id sp read. The m icronucleus test of V icia fabra toot tip cells has great value testing allelopathy of invasive p lants. Key words: invasive p lant; M irabilis jalapa L. ; allelopathy; genetic toxicity
表示 ;微核率用根尖分生区间期细胞出现微核的千 分率表示 。化感效应敏感指数 (R I ) 计算方法参照
和 0. 100 mg·L - 1处理组蚕豆根尖的有丝分裂指数 与对照组的差异达到极显著水平 ( P﹤ 0. 01) ; 0. 025、
表 1 紫茉莉对蚕豆根尖细胞有丝分裂的影响
Table 1 The effect of M irabilis jalapa L. on m itotic index of V icia faba root tip cells
The genetic tox ic ity of an inva sive plan t, M irab ilis ja lapa L.
ZHOU Xiao2kui1 ,MA Dan2wei13 , ZHOU Quan2quan2 , HE W ei1 , CANG Peng1 ( 1. L ife Science College, Sichuan Normal University, Sichuan Chengdu 610066, China; 2. L ife Science College, Sichuan University, Si2 chuan Chengdu 610064, China)
- 0. 191
0. 100
8. 120b
- 0. 134
7. 932c
- 0. 189
24 h
水浸提液浓度 (mg·L - 1 )
有丝分裂指数
RI
48 h
有丝分裂指数
RI
72 h
有丝分裂指数
RI
A
0. 000
9. 231a
0
9. 530a
0
9. 570a
0
0. 025
9. 093a
- 0. 015
8. 221b
- 0. 159
7. 921b
- 0. 208
0. 050
8. 794b
- 0. 050
收稿日期 : 2007 - 03 - 11 基金项目 :成都市科技局攻关计划项目 ( 200638 ) ; 四川师范大
学校级重点项目 (061k008) 作者简介 :周晓奎 (1981 - ) ,男 ,四川苍溪人 ,硕士研究生 , 3 为 通讯作者 。
物 [ 1 ] ,对中国生态安全存在着一定的隐患 。化感作 用是指一种植物通过释放化学物质到环境中而对另 一种植物产生的负面效应 ,被认为是入侵植物成功 入侵的一种机制 [ 3 ] 。有关紫茉莉化感作用的研究 至今未见报道 。本研究首次采用蚕豆根尖微核技 术 ,研究紫茉莉对蚕豆根尖细胞有丝分裂及微核的 影响 ,旨在初步探明紫茉莉入侵机理 ,为防治其蔓延 提供的理论依据 。
1 材料与方法
111 供试材料 供体植物紫茉莉于 2006 年 6 月采于成都狮子
山山坡上 。受体植物为成胡 14 #蚕豆 (V icia fabra
1期
周晓奎等 :入侵植物紫茉莉遗传毒性的初步研究
153
L. )购于四川省简阳市良种场 。
W illiam son[4 ]等的方法 :
112 研究方法 1. 2. 1 水浸提液的制备 采集的生长良好的紫茉 莉植株 , 分为地上部分 (A )和地下部分 (B ) ,洗净 , 晾干 ,切成 1～2 cm 长的小段作为供试样品 ,称取供 体植物 100 g,加入 1000 mL 蒸馏水充分摇匀浸提 48 h (间歇振荡 ) , 0. 45μm 微孔滤膜过滤以获得不 含微生物的滤液 ,浓度为 0. 100 g·mL - 1的水浸提 液原液 , 4 ℃保存备用 。
8. 132b
- 0. 172
7. 100c
- 0. 348
0. 075
7. 945c
- 0. 168
7. 270c
- 0. 311
6. 520d
- 0. 468
0. 100
7. 583c
- 0. 218
7. 030c
- 0. 356
6. 211d
- 0. 541
B
0. 000
9. 210a
0
9. 430a
RI=1 - C, T
式中 , C为对照值 , T 为处理值 , R I为化感作用效应 ( R I > 0为促进 , R I < 0为抑制 ,绝对值的大小与作用 强度一致 ) 。 113 数据处理
采用 SPSS13. 0软件进行方差分析和 Duncan’s 多重比较 。
1. 2. 2 试验方法 依据国家环保总局《水和废水 监测分析方法 》中“蚕豆根尖微核试验 ”的方法并略
周晓奎 1 ,马丹炜 13 ,周全全 2 ,何 薇 1 ,苍 鹏 1
(1. 四川师范大学生命科学学院 , 四川 成都 610066; 2. 四川大学生命科学学院 ,四川 成都 610064)
摘 要 :紫茉莉原产热带美洲 ,目前已成为中国主要的入侵植物 。首次运用蚕豆根尖细胞微核试验研究了入侵植物紫茉莉水浸提 液的遗传毒性 ,探讨其化感作用与入侵性的关系 。结果表明 ,紫茉莉水浸提液使根尖细胞有丝分裂指数降低 ,微核率升高 ,细胞中 出现了微核 、染色体断片 、染色体桥 、染色体滞留等多种染色体畸变 ,表现出明显的遗传毒性 ,水浸提液对有丝分裂的抑制效应表 现为处理时间和水浸提液浓度的双重依赖 。其地上部分的化感效应大于地下部分的化感效应 。在紫茉莉的入侵过程中 ,其水溶 性化感物质可能通过淋溶或根系分泌进入环境 ,抑制了其他植物的生长发育 ,成为其迅速扩散的机制之一 。蚕豆根尖微核试验在 检测入侵植物的化感作用方面具有较大的应用价值 。 关键词 :入侵植物 ;紫茉莉 ;化感作用 ;遗传毒性 中图分类号 : Q253 文献标识码 : A
0
9. 290a
0
0. 025
Fra Baidu bibliotek
9. 260a
0. 005
9. 031a
- 0. 044
8. 73ab
- 0. 064
0. 050
8. 971ab
- 0. 027
8. 73ab
- 0. 08
8. 67ab
- 0. 072
0. 075
8. 903ab
- 0. 035
8. 431b
- 0. 119
7. 801b
2 结果与分析
加改进 [4 ] 。挑选饱满 、大小均匀 、无损伤的蚕豆种 211 紫茉莉对蚕豆根尖形态的影响
子 , 自来水洗净后用 0. 5 % KM nO4 消毒 30 m in,蒸 馏水冲洗 3～5次 。用蒸馏水浸种 ,在培养箱中无光 培养 ( 24 ±0. 5 ℃) ,待根长直 2. 0cm 时 ,移至盛有 等量洗净灭菌石英砂的培养皿中 ,每个培养皿 20 粒 ,分别加入 0. 025、0. 05、0. 075和 0. 1 mg·L - 1紫 茉莉水浸提液 40 mL ,以蒸馏水作对照 ,于 24 ℃、湿 度 80 %、光照 14 h / d的条件下继续培养 3 d,每天 从每个处理浓度中随机选取 25颗蚕豆种子 ,蒸馏水 浸洗 3次 ,每次 3 m in,然后移至湿砂中在 24 ℃恒温 箱中进行恢复培养 24 h后切取长度为 1 ～1. 5 cm 左右的根尖 ,用卡诺氏固定液 (无水乙醇 ∶冰醋酸 = 3∶1, V /V ) 固定 24 h, 转入 70 %乙醇中置于 4 ℃ 冰箱保存 。常规制片 , 用改良石炭酸品红染液染色 压片镜检 ,记录视野下有丝分裂的细胞数 ,微核数以 及细胞总数 。每个处理观察 8000～10 000个细胞 , 3次重复 。N icon E200摄影显微镜拍照 。有丝分裂 指数用根尖中分裂期细胞占根尖细胞总数的百分率
152
西 南 农 业 学 报 Southwest China Journal of Agricultural
Sc
2008 年
iences
Vo l121
21卷 1期 No11
文章编号 : 1001 - 4829 (2008) 01 - 0152 - 04
入侵植物紫茉莉遗传毒性的初步研究
紫茉莉 (M irabilis ja lapa L. ) 又称胭脂花 、野茉 莉 、草茉莉 、地雷花等 ,为紫茉莉科紫茉莉属一年生 草本植物 。原产热带美洲 , 18世纪作为观赏植物引 入中国 [ 1 ] , 由于紫茉莉的叶 、根 、种子和花均可 入 药 [ 2 ] ,因紫茉莉在观赏 性和 药用 方面 都有 一定 价 值 ,在中国安徽 、江苏 、浙江 、江西 、福建 、四川等等均 有栽培 ,各地逸为野生后主要生长在路旁和荒地 ,可 能扩散到全国各地 ,已经被定为中国的入侵植
紫茉莉水浸提液对蚕豆根长表现出抑制作用 , 并随着浓度的升高和时间的延长呈现增强的趋势 。 在 24 h内各浓度处理下 ,蚕豆根长变化不明显 。此 后随着时间延长 、浓度的增加 ,通过形态学观察 ,蚕 豆根尖表现出明显的受害症状 :如根加粗而颜色变 深 ,这种症状随浓度升高和时间的延长而加剧 ,最终 导致根变黄 、变黑 。说明了长时间和高浓度水浸提 液处理对蚕豆根尖细胞有毒害作用 ,致使根尖显著 变短 、变黑甚至死亡 。 212 紫茉莉对蚕豆根尖细胞有丝分裂的影响
Abstract:M irabilis ja lapa L. , native to Trop ical America, had become a major invasive p lant in China. To evaluate the relationship between allelopathy and invasiveness in M. ja lapa, the m icronucleus test of V icia fabra toot tip cells was conducted to detect the genetic toxicity in2 duced by the aqueous extracts of M. ja lapa. The results showed that the aqueous extracts of M. jalapa disturbed m itosis of V icia fabra toot tip cells. The m itotic index decreased and the m icronucleus frequency increased, and aberrant chromosomes such as m icronucleus, chromosome bridge, chromosome break and chromosome lag occurred. These effects were concentration dependent and time dependent. The allelopathic effect of overground organ was stronger than that of underground organ. The water2solubility allelopathic substance in M. jalapa into environ2 ment through eluviation and secretion inhibited growth of other p lants, and allelopathy may be one of the mechanism s of M. jalapa rap id sp read. The m icronucleus test of V icia fabra toot tip cells has great value testing allelopathy of invasive p lants. Key words: invasive p lant; M irabilis jalapa L. ; allelopathy; genetic toxicity
表示 ;微核率用根尖分生区间期细胞出现微核的千 分率表示 。化感效应敏感指数 (R I ) 计算方法参照
和 0. 100 mg·L - 1处理组蚕豆根尖的有丝分裂指数 与对照组的差异达到极显著水平 ( P﹤ 0. 01) ; 0. 025、
表 1 紫茉莉对蚕豆根尖细胞有丝分裂的影响
Table 1 The effect of M irabilis jalapa L. on m itotic index of V icia faba root tip cells
The genetic tox ic ity of an inva sive plan t, M irab ilis ja lapa L.
ZHOU Xiao2kui1 ,MA Dan2wei13 , ZHOU Quan2quan2 , HE W ei1 , CANG Peng1 ( 1. L ife Science College, Sichuan Normal University, Sichuan Chengdu 610066, China; 2. L ife Science College, Sichuan University, Si2 chuan Chengdu 610064, China)
- 0. 191
0. 100
8. 120b
- 0. 134
7. 932c
- 0. 189
24 h
水浸提液浓度 (mg·L - 1 )
有丝分裂指数
RI
48 h
有丝分裂指数
RI
72 h
有丝分裂指数
RI
A
0. 000
9. 231a
0
9. 530a
0
9. 570a
0
0. 025
9. 093a
- 0. 015
8. 221b
- 0. 159
7. 921b
- 0. 208
0. 050
8. 794b
- 0. 050
收稿日期 : 2007 - 03 - 11 基金项目 :成都市科技局攻关计划项目 ( 200638 ) ; 四川师范大
学校级重点项目 (061k008) 作者简介 :周晓奎 (1981 - ) ,男 ,四川苍溪人 ,硕士研究生 , 3 为 通讯作者 。
物 [ 1 ] ,对中国生态安全存在着一定的隐患 。化感作 用是指一种植物通过释放化学物质到环境中而对另 一种植物产生的负面效应 ,被认为是入侵植物成功 入侵的一种机制 [ 3 ] 。有关紫茉莉化感作用的研究 至今未见报道 。本研究首次采用蚕豆根尖微核技 术 ,研究紫茉莉对蚕豆根尖细胞有丝分裂及微核的 影响 ,旨在初步探明紫茉莉入侵机理 ,为防治其蔓延 提供的理论依据 。
1 材料与方法
111 供试材料 供体植物紫茉莉于 2006 年 6 月采于成都狮子
山山坡上 。受体植物为成胡 14 #蚕豆 (V icia fabra
1期
周晓奎等 :入侵植物紫茉莉遗传毒性的初步研究
153
L. )购于四川省简阳市良种场 。
W illiam son[4 ]等的方法 :
112 研究方法 1. 2. 1 水浸提液的制备 采集的生长良好的紫茉 莉植株 , 分为地上部分 (A )和地下部分 (B ) ,洗净 , 晾干 ,切成 1～2 cm 长的小段作为供试样品 ,称取供 体植物 100 g,加入 1000 mL 蒸馏水充分摇匀浸提 48 h (间歇振荡 ) , 0. 45μm 微孔滤膜过滤以获得不 含微生物的滤液 ,浓度为 0. 100 g·mL - 1的水浸提 液原液 , 4 ℃保存备用 。
8. 132b
- 0. 172
7. 100c
- 0. 348
0. 075
7. 945c
- 0. 168
7. 270c
- 0. 311
6. 520d
- 0. 468
0. 100
7. 583c
- 0. 218
7. 030c
- 0. 356
6. 211d
- 0. 541
B
0. 000
9. 210a
0
9. 430a
RI=1 - C, T
式中 , C为对照值 , T 为处理值 , R I为化感作用效应 ( R I > 0为促进 , R I < 0为抑制 ,绝对值的大小与作用 强度一致 ) 。 113 数据处理
采用 SPSS13. 0软件进行方差分析和 Duncan’s 多重比较 。
1. 2. 2 试验方法 依据国家环保总局《水和废水 监测分析方法 》中“蚕豆根尖微核试验 ”的方法并略
周晓奎 1 ,马丹炜 13 ,周全全 2 ,何 薇 1 ,苍 鹏 1
(1. 四川师范大学生命科学学院 , 四川 成都 610066; 2. 四川大学生命科学学院 ,四川 成都 610064)
摘 要 :紫茉莉原产热带美洲 ,目前已成为中国主要的入侵植物 。首次运用蚕豆根尖细胞微核试验研究了入侵植物紫茉莉水浸提 液的遗传毒性 ,探讨其化感作用与入侵性的关系 。结果表明 ,紫茉莉水浸提液使根尖细胞有丝分裂指数降低 ,微核率升高 ,细胞中 出现了微核 、染色体断片 、染色体桥 、染色体滞留等多种染色体畸变 ,表现出明显的遗传毒性 ,水浸提液对有丝分裂的抑制效应表 现为处理时间和水浸提液浓度的双重依赖 。其地上部分的化感效应大于地下部分的化感效应 。在紫茉莉的入侵过程中 ,其水溶 性化感物质可能通过淋溶或根系分泌进入环境 ,抑制了其他植物的生长发育 ,成为其迅速扩散的机制之一 。蚕豆根尖微核试验在 检测入侵植物的化感作用方面具有较大的应用价值 。 关键词 :入侵植物 ;紫茉莉 ;化感作用 ;遗传毒性 中图分类号 : Q253 文献标识码 : A
0
9. 290a
0
0. 025
Fra Baidu bibliotek
9. 260a
0. 005
9. 031a
- 0. 044
8. 73ab
- 0. 064
0. 050
8. 971ab
- 0. 027
8. 73ab
- 0. 08
8. 67ab
- 0. 072
0. 075
8. 903ab
- 0. 035
8. 431b
- 0. 119
7. 801b
2 结果与分析
加改进 [4 ] 。挑选饱满 、大小均匀 、无损伤的蚕豆种 211 紫茉莉对蚕豆根尖形态的影响
子 , 自来水洗净后用 0. 5 % KM nO4 消毒 30 m in,蒸 馏水冲洗 3～5次 。用蒸馏水浸种 ,在培养箱中无光 培养 ( 24 ±0. 5 ℃) ,待根长直 2. 0cm 时 ,移至盛有 等量洗净灭菌石英砂的培养皿中 ,每个培养皿 20 粒 ,分别加入 0. 025、0. 05、0. 075和 0. 1 mg·L - 1紫 茉莉水浸提液 40 mL ,以蒸馏水作对照 ,于 24 ℃、湿 度 80 %、光照 14 h / d的条件下继续培养 3 d,每天 从每个处理浓度中随机选取 25颗蚕豆种子 ,蒸馏水 浸洗 3次 ,每次 3 m in,然后移至湿砂中在 24 ℃恒温 箱中进行恢复培养 24 h后切取长度为 1 ～1. 5 cm 左右的根尖 ,用卡诺氏固定液 (无水乙醇 ∶冰醋酸 = 3∶1, V /V ) 固定 24 h, 转入 70 %乙醇中置于 4 ℃ 冰箱保存 。常规制片 , 用改良石炭酸品红染液染色 压片镜检 ,记录视野下有丝分裂的细胞数 ,微核数以 及细胞总数 。每个处理观察 8000～10 000个细胞 , 3次重复 。N icon E200摄影显微镜拍照 。有丝分裂 指数用根尖中分裂期细胞占根尖细胞总数的百分率
152
西 南 农 业 学 报 Southwest China Journal of Agricultural
Sc
2008 年
iences
Vo l121
21卷 1期 No11
文章编号 : 1001 - 4829 (2008) 01 - 0152 - 04
入侵植物紫茉莉遗传毒性的初步研究