浐河和灞河西安段水樣對蠶豆根尖細胞的影響

劉 艷，高曉雨，張雅柔，王 虹

(西安文理學(xué)院 生物與環(huán)境工程學(xué)院，陜西 西安 710065)

浐河和灞河是兩條流經(jīng)西安東郊的主要河流，是西安市重要的水源。浐河是灞河一個大的支流，發(fā)源于秦嶺北麓的藍田縣湯峪鎮(zhèn)紫云山南，由南向北注入灞河，全長 66.4 km；灞河，渭河的支流，古名滋水，發(fā)源于秦嶺北坡藍田縣灞源鄉(xiāng)箭峪嶺南九道溝，全長109 km。在西安市浐灞生態(tài)區(qū)浐河匯入灞河，在西安高陵區(qū)灞河匯入渭河。

利用蠶豆根尖細胞微核技術(shù)檢測水體污染是生物學(xué)檢測的一種重要手段[1～2]，如徐長君[3]、蔣琳[4～5]等對污染水質(zhì)進行的研究。有多位學(xué)者對浐河和灞河水質(zhì)進行分析[6～7]，20世紀(jì)80年代末朱必才等[8]曾利用蠶豆根尖細胞研究浐河的水質(zhì)情況，結(jié)果顯示浐河流經(jīng)西安東郊工業(yè)區(qū)的4個采樣區(qū)存在不同程度的污染。時隔30 a，隨著西安城市的快速發(fā)展，浐河和灞河已逐漸成為城市中的內(nèi)河。我們利用蠶豆根尖細胞微核技術(shù)研究浐河和灞河流經(jīng)西安段的水質(zhì)情況，對浐河和灞河水質(zhì)進行比較，為其水質(zhì)保護和利用提供重要依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

蠶豆(Viciafaba)：購于西安市自由市場。

水樣：2017年4月10日采自浐河和灞河西安水域，分設(shè)4個采樣點，浐河：田家灣(A)、長樂路橋下(B)、桃花潭(C)和浐河口(D)，灞河：紡織城工業(yè)園(E)、灞河濕地公園(F)、十里鋪橋下(G)以及浐灞入口處(H)(圖1)。每處在一點取樣，每點取樣500 mL，保存于4℃冰箱中。

1.2 方法

1.2.1 試驗分組 試驗組：水樣8組，陰性對照組：蒸餾水，陽性對照組：NaN3(5 μg·mL-1)。各處理6 h。

1.2.2 方法 參照孔志明的方法[9]，常規(guī)制片，用改良的石炭酸品紅染液染色[10]，壓片鏡檢。

每組觀察6個根尖，每個根尖觀察2 000個細胞，按下列公式計算每個根尖的微核率和微核指數(shù)。

微核千分率(FMN，‰)=微核數(shù)/1 000個細胞

微核指數(shù)(MI)=樣本的微核率/陰性對照的微核率

圖1 采樣點分布示意

微核指數(shù)在0～1.5間為基本沒有污染；1.5～2之間為輕污染；2～3.5之間為中污染；3.5為重污染。將樣本的蠶豆根尖微核指數(shù)大于1.5定為開始產(chǎn)生致突變作用[11]。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

應(yīng)用SPSS13.0進行方差分析，采用新復(fù)極差法(Duncan)進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 浐河和灞河西安段水樣對蠶豆根尖細胞微核率的影響

由表1可知，與陰性對照組相比，陽性對照組的蠶豆根尖細胞微核率明顯高于陰性對照組，且具有顯著性差異(p<0.05)。浐河和灞河西安段8個水樣對蠶豆根尖細胞微核率具有不同程度的影響，與陰性對照組相比，浐河田家灣橋下和長樂路橋下的2個水樣具有顯著性差異(P<0.05)，浐河桃花潭、浐河口2個水樣和灞河4個水樣不具有顯著性差異(P<0.05)。微核率最低的是灞河的浐灞入口處和灞河濕地公園的水樣，低于陰性對照；微核率最高的是長樂路橋下的水樣，高于陽性對照。

表1 浐河和灞河西安水段對蠶豆根尖細胞微核率的影響

注：各值后的字母代表Duncan檢驗的結(jié)果.小寫字母：P﹤0.05.

2.2 浐河和灞河西安段水樣的微核指數(shù)及污染程度

如表1所示各水樣的微核指數(shù)，可看出灞河4個水樣中只有紡織城工業(yè)園為輕度污染，其他3個水樣無污染；浐河田家灣和長樂路橋下水樣為中度污染，其他2個水樣沒有污染。

綜合以上兩個方面的分析，可以得出浐河和灞河由于水樣所采集的地理位置的不同，對蠶豆根尖細胞微核率的影響不同，水質(zhì)污染程度也不同，灞河的水質(zhì)狀況好于浐河水質(zhì)狀況。

2.3 浐河和灞河西安段污染水樣對蠶豆根尖細胞染色體畸形的影響

浐河和灞河西安段污染水樣能導(dǎo)致蠶豆根尖細胞產(chǎn)生多種染色體畸形，有染色體游離、粘鏈、斷裂、滯后和染色體環(huán)等類型(圖2)。

3 討論

以上分析表明，浐河西安段田家灣和長樂路橋下水樣中度污染，灞河紡織城工業(yè)園輕度污染，其他水樣沒有污染，灞河的水質(zhì)狀況好于浐河的水質(zhì)狀況。1988年，朱必才[7]利用蠶豆根尖細胞微核技術(shù)對浐河西安段水質(zhì)進行了檢測，其結(jié)果顯示田家灣以南以及十里鋪以北的水質(zhì)屬于輕度污染；田家灣至草灘以及考場至十里鋪為重度污染；草灘至考場為超重度污染。與朱必才采樣地對比，有2個采樣點重合，朱必才的B采樣點為這次田家灣A采樣點，朱必才的E采樣點為這次長樂路橋下B采樣點。田家灣至長樂路橋下原為重度污染，現(xiàn)研究表明這2段水質(zhì)污染程度減輕，為輕度污染，河流再至北無污染。2009年，王戰(zhàn)平[5]對浐河和灞河2000-2007年地表水水質(zhì)現(xiàn)狀進行了研究，結(jié)果表明浐河和灞河水系污染趨勢沿河流流向逐步加劇，尤其在河流交匯處更為嚴(yán)重，浐河田家灣水質(zhì)Ⅲ級，浐河口Ⅴ，灞河馬渡王Ⅳ級，三部村Ⅴ級。現(xiàn)經(jīng)研究，浐河田家灣中度污染，浐河口無污染；灞河4個水段水域的水質(zhì)良好，除紡織城工業(yè)園的水質(zhì)為輕度污染，其余3處皆為無污染。說明近三十年來西安市對浐河和灞河流域的綜合治理取得了成效，浐灞濕地公園的建立、污水處理廠的建設(shè)、工業(yè)區(qū)的搬遷、居民區(qū)的建立以及植被覆蓋率的增加致使浐河、灞河及其支流的水域環(huán)境得到改善。

1.微核 2.斷裂 3.粘鏈

4.染色體環(huán) 5.粘鏈和滯后