石化工業(yè)污水對(duì)小麥根尖細(xì)胞的遺傳毒性研究

丁海燕　武燕　曲麗娜

摘 要：該文探索了石化工業(yè)污水在植物細(xì)胞水平上的致畸作用，應(yīng)用小麥根尖微核方法，對(duì)石化工業(yè)污水培養(yǎng)下小麥根尖細(xì)胞有絲分裂的微核、有絲分裂指數(shù)、染色體畸變進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，石化工業(yè)污水對(duì)小麥根尖細(xì)胞的致畸作用表現(xiàn)在出現(xiàn)微核、雙微核、染色體落后、染色體斷片、抑制根尖細(xì)胞有絲分裂。

關(guān)鍵詞：石化工業(yè)污水；小麥；遺傳毒性

中圖分類號(hào) X74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）05-13-02

Abstract：To explore teratogenic effects of petrochemical industrial wastewater on plant cell，using micronucleus method of wheat root cell，micronucleus，mitotic index，and chromosomal aberrations were studied in cell mitosis of wheat root tip cultured in petrochemical industry sewage.The results indicated that teratogenic effects of petrochemical industrial wastewater on wheat root tip cells： the appearance of micronuclei，double micronuclei，chromosome lagging，chromosome fragment，and inhibition of mitosis in root tip cells.

Key words：Petrochemical industrial wastewater；Wheat；Genotoxicity

微核是染色體在細(xì)胞有絲分裂間期時(shí)候的一種畸變表現(xiàn)形式，根尖分生區(qū)細(xì)胞在外界誘變因子的作用下，在有絲分裂時(shí)形成的染色體片段不能隨細(xì)胞分裂進(jìn)入細(xì)胞核從而形成微核。微核率的大小與致畸因子的劑量或輻射累積效應(yīng)是呈正相關(guān)性的，其在環(huán)境誘變和致癌因子的檢測研究，特別是在水質(zhì)污染和致突變劑檢測研究中得到了廣泛應(yīng)用。例如，傅思穎等研究染發(fā)劑對(duì)蠶豆根尖細(xì)胞遺傳毒性效應(yīng)[1]，莊昉成等利用蠶豆根尖細(xì)胞微核技術(shù)檢測化工污水的遺傳毒性[2]，這種方法被越來越多的研究應(yīng)用。小麥?zhǔn)呛邶埥≈匾募Z食作物之一，在黑龍江省北安農(nóng)場、革求山農(nóng)場等地種植比較多，是我國重要的糧食作物之一。小麥細(xì)胞DNA含量多，染色體數(shù)目較多，其根尖分生區(qū)細(xì)胞分裂旺盛，對(duì)環(huán)境誘變物的損傷較為敏感，微核效應(yīng)比較容易觀察，例如，高汝勇等利用小麥微核方法研究黃頂菊對(duì)小麥根尖細(xì)胞的遺傳毒性[3]，結(jié)果表明，黃頂菊浸提液對(duì)小麥有明顯的遺傳毒性。張志雯等的硫酸銅對(duì)小麥根尖細(xì)胞的遺傳毒性研究[4]，結(jié)果表明，硫酸銅對(duì)小麥根尖細(xì)胞有絲分裂的影響表現(xiàn)為明顯的劑量效應(yīng)，說明CuSO4能導(dǎo)致小麥根尖細(xì)胞多種畸變的發(fā)生，具有明顯的致畸效應(yīng)。而目前有關(guān)石化工業(yè)污水對(duì)小麥遺傳毒性的研究尚未見報(bào)道，為此，本研究根據(jù)染色顯微觀察測定的小麥根尖細(xì)胞微核的統(tǒng)計(jì)，檢測石化工業(yè)污水對(duì)小麥根尖細(xì)胞的遺傳毒性。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 小麥種子 供試的小麥種子于2015年12月購自大慶新華種子商店。

1.1.2 主要儀器 光學(xué)顯微鏡、電熱恒溫培養(yǎng)箱、數(shù)碼照相機(jī)、4℃冰箱。

1.1.3 主要試劑 卡寶品紅染液、乙醇、冰醋酸、鹽酸；供試的石化工業(yè)污水取自大慶某化工廠。

1.2 方法

1.2.1 種子發(fā)根及處理 種子在25℃下自來水處理24～36h，發(fā)芽至露白，恒溫培養(yǎng)至根尖長大約1cm，轉(zhuǎn)移至石化工業(yè)污水的3種不同濃度（原液、稀釋10倍、稀釋100倍）處理液中23.5℃進(jìn)行處理培養(yǎng)27.5h，以蒸餾水為對(duì)照，3次重復(fù)，之后剪取小麥根尖。

1.2.2 根尖材料固定及制片 剪下2～3cm長度的根尖，卡諾固定液于4℃的冰箱固定24h；卡寶品紅染色制片，顯微鏡下觀察有絲分裂相，染色體畸變，微核，每組處理觀察10個(gè)根尖，每根尖觀察統(tǒng)計(jì)約500個(gè)細(xì)胞。

1.2.3 鏡檢照相 移動(dòng)顯微鏡視野尋找到有微核出現(xiàn)的細(xì)胞，照相并計(jì)數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度處理液培養(yǎng)下的微核 經(jīng)蒸餾水（對(duì)照）培養(yǎng)的根尖細(xì)胞微核數(shù)為0；經(jīng)3種不同濃度處理液的培養(yǎng)處理結(jié)果，用石化工業(yè)污水原液培養(yǎng)的根尖細(xì)胞微核，見圖1；用稀釋10倍、100倍的處理液培養(yǎng)的根尖細(xì)胞均可見微核，如圖2、圖3。石化工業(yè)污水原液培養(yǎng)的根尖細(xì)胞微核數(shù)目明顯多于稀釋后處理的，而且污水原液培養(yǎng)的根尖出現(xiàn)雙微核現(xiàn)象也比稀釋后的多。

3 結(jié)論與討論

本研究表明，石化工業(yè)污水對(duì)小麥根尖細(xì)胞的致畸作用表現(xiàn)在出現(xiàn)微核、雙微核、染色體落后、染色體斷片、抑制根尖細(xì)胞有絲分裂；污水經(jīng)過稀釋10倍、100倍后致畸作用有所減小，但稀釋后還存在毒害作用。在以石油化工為主產(chǎn)業(yè)的地區(qū)，石化工業(yè)污水是影響當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物種植、畜牧養(yǎng)殖的一個(gè)重要因子[6]，石化工業(yè)污水經(jīng)過污水處理系統(tǒng)再排放，對(duì)當(dāng)?shù)刈魑镌耘?、植被保護(hù)、生態(tài)修復(fù)是重要的影響因素。

參考文獻(xiàn)

[1]傅思穎，楊民和.染發(fā)劑對(duì)蠶豆根尖細(xì)胞遺傳毒性效應(yīng)的研究[J].山西師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，28（02）：34-39.

[2]莊昉成，楊寅楣，王恩義.蠶豆根尖細(xì)胞微核技術(shù)檢測化工污水的遺傳毒性[J].環(huán)境污染與防治，1991，13（04）：37-39.

[3]高汝勇，高小寬，李會(huì)芬，等.黃頂菊對(duì)小麥根尖細(xì)胞的遺傳毒性[J].麥類作物學(xué)報(bào)，2013，33（5）：1035-1038.

[4]張志雯，秦素平，陳于和，等.硫酸銅對(duì)小麥根尖細(xì)胞的遺傳毒性[J].麥類作物學(xué)報(bào)，2014，34（10）：1350-1354.

[5]丁海燕，張國發(fā)，武燕，等.利用蠶豆微核試驗(yàn)檢測含酚工業(yè)水污染狀況[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（29）：13，120.

[6]丁海燕，李玉堂，武燕，等.石化污水處理技術(shù)分析[J].大慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，34（6）：49-50.

（責(zé)編：張宏民）