石化工業污水對小麥根尖細胞的遺傳毒性研究

丁海燕　武燕　曲麗娜

摘 要：該文探索了石化工業污水在植物細胞水平上的致畸作用，應用小麥根尖微核方法，對石化工業污水培養下小麥根尖細胞有絲分裂的微核、有絲分裂指數、染色體畸變進行了研究。結果表明，石化工業污水對小麥根尖細胞的致畸作用表現在出現微核、雙微核、染色體落后、染色體斷片、抑制根尖細胞有絲分裂。

關鍵詞：石化工業污水；小麥；遺傳毒性

中圖分類號 X74 文獻標識碼 A 文章編號 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

微核是染色體在細胞有絲分裂間期時候的一種畸變表現形式，根尖分生區細胞在外界誘變因子的作用下，在有絲分裂時形成的染色體片段不能隨細胞分裂進入細胞核從而形成微核。微核率的大小與致畸因子的劑量或輻射累積效應是呈正相關性的，其在環境誘變和致癌因子的檢測研究，特別是在水質污染和致突變劑檢測研究中得到了廣泛應用。例如，傅思穎等研究染發劑對蠶豆根尖細胞遺傳毒性效應[1]，莊昉成等利用蠶豆根尖細胞微核技術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用。小麥是黑龍江省重要的糧食作物之一，在黑龍江省北安農場、革求山農場等地種植比較多，是我國重要的糧食作物之一。小麥細胞DNA含量多，染色體數目較多，其根尖分生區細胞分裂旺盛，對環境誘變物的損傷較為敏感，微核效應比較容易觀察，例如，高汝勇等利用小麥微核方法研究黃頂菊對小麥根尖細胞的遺傳毒性[3]，結果表明，黃頂菊浸提液對小麥有明顯的遺傳毒性。張志雯等的硫酸銅對小麥根尖細胞的遺傳毒性研究[4]，結果表明，硫酸銅對小麥根尖細胞有絲分裂的影響表現為明顯的劑量效應，說明CuSO4能導致小麥根尖細胞多種畸變的發生，具有明顯的致畸效應。而目前有關石化工業污水對小麥遺傳毒性的研究尚未見報道，為此，本研究根據染色顯微觀察測定的小麥根尖細胞微核的統計，檢測石化工業污水對小麥根尖細胞的遺傳毒性。

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 光學顯微鏡、電熱恒溫培養箱、數碼照相機、4℃冰箱。

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

1.2 方法

1.2.1 種子發根及處理 種子在25℃下自來水處理24～36h，發芽至露白，恒溫培養至根尖長大約1cm，轉移至石化工業污水的3種不同濃度（原液、稀釋10倍、稀釋100倍）處理液中23.5℃進行處理培養27.5h，以蒸餾水為對照，3次重復，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個根尖，每根尖觀察統計約500個細胞。

1.2.3 鏡檢照相 移動顯微鏡視野尋找到有微核出現的細胞，照相并計數。

2 結果與分析

2.1 不同濃度處理液培養下的微核 經蒸餾水（對照）培養的根尖細胞微核數為0；經3種不同濃度處理液的培養處理結果，用石化工業污水原液培養的根尖細胞微核，見圖1；用稀釋10倍、100倍的處理液培養的根尖細胞均可見微核，如圖2、圖3。石化工業污水原液培養的根尖細胞微核數目明顯多于稀釋后處理的，而且污水原液培養的根尖出現雙微核現象也比稀釋后的多。

3 結論與討論

本研究表明，石化工業污水對小麥根尖細胞的致畸作用表現在出現微核、雙微核、染色體落后、染色體斷片、抑制根尖細胞有絲分裂；污水經過稀釋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業的地區，石化工業污水是影響當地農作物種植、畜牧養殖的一個重要因子[6]，石化工業污水經過污水處理系統再排放，對當地作物栽培、植被保護、生態修復是重要的影響因素。

參考文獻

[1]傅思穎，楊民和.染發劑對蠶豆根尖細胞遺傳毒性效應的研究[J].山西師范大學學報（自然科學版），2014，28（02）：34-39.

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

[3]高汝勇，高小寬，李會芬，等.黃頂菊對小麥根尖細胞的遺傳毒性[J].麥類作物學報，2013，33（5）：1035-1038.

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

[5]丁海燕，張國發，武燕，等.利用蠶豆微核試驗檢測含酚工業水污染狀況[J].安徽農業科學，2015，43（29）：13，120.

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

（責編：張宏民）