洗滌劑對蠶豆根尖細(xì)胞有絲分裂的影響研究

呂亞慈

（衡水學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院 河北 衡水 053000）

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，其中洗滌劑對水資源的污染是不可忽視的。洗滌劑中所含的苯、磷和表面活性劑等物質(zhì)會對人的身體健康、河流水質(zhì)等產(chǎn)生不良影響，進(jìn)而也會影響農(nóng)業(yè)環(huán)境和畜牧環(huán)境等[1]。

以蠶豆的根尖為試驗(yàn)材料，檢測根尖細(xì)胞染色體畸變率，可以定性的反映出環(huán)境中污染物對動物、植物的遺傳損傷。環(huán)境污染物的遺傳毒性，通常以蠶豆根尖細(xì)胞微核率、有絲分裂指數(shù)、染色體畸變率等指標(biāo)來檢測[2～3]。本研究以飽滿無病蟲害的蠶豆為試驗(yàn)材料，將不同洗滌劑稀釋不同倍數(shù)對蠶豆根尖進(jìn)行處理，以檢測其對環(huán)境的潛在影響，提醒人們關(guān)注日常洗滌用品對人、水環(huán)境、農(nóng)業(yè)環(huán)境等造成的危害和影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料和試劑

1.1.1 試驗(yàn)材料。優(yōu)質(zhì)蠶豆。

1.1.2 試驗(yàn)藥品。洗滌劑為洗衣粉、洗潔精、洗手液、肥皂、皂粉，固定液為無水乙醇和冰醋酸按3∶1體積比配制，解離液為95%乙醇和濃鹽酸等體積配制，改良品紅為染色液。

1.1.3 試驗(yàn)儀器。顯微鏡、培養(yǎng)皿、載玻片、蓋玻片等。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 誘變劑的配制。用蒸餾水將洗衣粉、肥皂、皂粉分別配成濃度為2 g/L、2×10-1g/L、2×10-2g/L、2×10-3g/L的溶液。將洗潔精、洗手液分別配成濃度為2×10-1g/L、2×10-2g/L、2×10-3g/L、2×10-4g/L的溶液。

1.2.2 試驗(yàn)材料的培養(yǎng)。取整齊飽滿的蠶豆種子，清洗干凈后放入盛有適量水的白磁盤中，置于培養(yǎng)箱培養(yǎng)。每天換1次水，注意蠶豆根的生長狀況，當(dāng)根長到1～2 cm時切去主根尖促使其長出側(cè)根，側(cè)根長到1～2 cm時備用。

1.3 試驗(yàn)步驟

1.3.1 染毒處理。將不定根長到1.5 cm左右的蠶豆移至不同濃度的溶液中處理2 d，以蒸餾水培養(yǎng)為對照。

1.3.2 恢復(fù)培養(yǎng)。將染毒處理過的蠶豆轉(zhuǎn)移到蒸餾水中再培養(yǎng)1 d。

1.3.3 固定。將恢復(fù)培養(yǎng)后的蠶豆側(cè)根切除，用新配制的固定液固定12 h。

1.3.4 保存。將固定后的根尖沖洗3次，放于70%乙醇中，冰箱4℃保存。

1.3.5 解離。用解離液解離15 min左右，用蒸餾水清洗3次。

1.3.6 制片。取干凈的載玻片用鑷子取根尖放在中央，加2～3滴改良品紅染液，搗碎15 min并染色。

1.3.7 鏡檢。常規(guī)壓片，在40×10倍顯微鏡下觀察并記錄。每濃度最少觀察6個根尖，每根尖最少觀察1 000個細(xì)胞。

1.4 數(shù)據(jù)處理。統(tǒng)計(jì)微核、染色體橋、染色體斷片、細(xì)胞有絲分裂相的數(shù)目。并計(jì)算有絲分裂指數(shù)(MI)=(樣品中實(shí)測分裂相的細(xì)胞數(shù)/樣品檢測過的細(xì)胞數(shù))×1 000‰；微核千分率(MCN)=(觀察細(xì)胞中具有微核的細(xì)胞數(shù)/所有觀察的細(xì)胞總數(shù))×1 000‰。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同洗滌劑對蠶豆根尖細(xì)胞微核發(fā)生率的影響。由表1可知：洗手液誘發(fā)蠶豆根尖細(xì)胞微核的最佳濃度為2×10-1g/L，但是在2 g/L時幾乎無分裂相，無微核出現(xiàn)，而在2×10-3～2×10-2g/L范圍內(nèi)微核千分率與試劑濃度呈正相關(guān)。洗衣粉誘發(fā)蠶豆根尖細(xì)胞微核的最佳濃度為2×10-3g/L，在高濃度時幾乎無分裂相，也無微核出現(xiàn)。洗衣粉和洗手液誘發(fā)微核率的最佳濃度分別為2×10-3g/L和2×10-1g/L，以前的微核率則都與試劑濃度呈正相關(guān)。洗潔精誘發(fā)蠶豆根尖細(xì)胞微核的最佳濃度都為2×10-1g/L，以前的微核率則都與試劑濃度呈正相關(guān)。肥皂、皂粉在高濃度2×10-1g/L下，毒性較低，微核率則都與試劑濃度呈正相關(guān)。結(jié)果表明洗衣粉的毒害作用最大，洗手液、洗潔精較高，肥皂次之，皂粉最弱。

表1 肥皂 皂粉等在不同濃度處理時蠶豆根尖細(xì)胞微核千分率(MCNA)

2.2 不同洗滌劑對蠶豆根尖細(xì)胞染色體畸變的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：試驗(yàn)所用洗衣粉、洗潔精等5種洗滌劑均能誘發(fā)蠶豆根尖細(xì)胞染色體發(fā)生畸變。分裂期的畸變包括斷片、染色體橋(包括單橋和多橋)、染色體粘連等；細(xì)胞分裂間期的畸變形式有微核、多核、核變形等。其中最常見的畸變形式為斷片、橋與微核。

通過圖1對比表明：各種洗滌劑濃度下，橋、斷片的比例與微核的比例高低沒有相關(guān)性。高濃度時斷片、橋等畸變項(xiàng)降低不明顯，但微核率比較低；隨著試劑濃度的降低分裂期畸變率也會慢慢降低。

圖1 不同洗滌劑對蠶豆根尖細(xì)胞染色體畸變的影響

2.3 不同洗滌劑對蠶豆根尖細(xì)胞有絲分裂指數(shù)的影響。從圖2可以看出，不同處理下的蠶豆根尖細(xì)胞，MI均隨著試劑濃度的下降而上升，呈現(xiàn)明顯的劑量效應(yīng)。其中比較溫和的試劑有絲分裂指數(shù)從低濃度到高濃度變化幅度不大，而洗潔精則變化較大。與對照組相比肥皂和皂粉對有絲分裂影響較小，洗衣粉、洗潔精較大，洗手液適中。從總體的角度來看，洗潔精對細(xì)胞的有絲分裂毒害作用是最大的，皂粉相對較弱。

圖2 不同洗滌劑對蠶豆根尖細(xì)胞有絲分裂指數(shù)的影響

3 討論

洗滌劑中含有多種化學(xué)成分，其有害成分破壞染色體結(jié)構(gòu)，造成染色體斷裂，形成斷片；發(fā)生斷裂的染色體存在粘性末端，不同的粘性末端會相互愈合成橋[4]；斷片會隨著細(xì)胞的有絲分裂，進(jìn)入下一個細(xì)胞周期，最終形成微核，有害成分也可能影響微管蛋白的合成及組裝，抑制紡錘體的形成，造成染色體落單，這種情況下產(chǎn)生較大的微核(判定標(biāo)準(zhǔn)為小于主核1/3以下)。從本試驗(yàn)的數(shù)據(jù)與結(jié)論來看，斷片與橋的發(fā)生率，與對照相比有明顯差異，說明洗滌劑對植物細(xì)胞有毒害作用。這結(jié)果與王璦珺[5]以洗衣粉、香皂等處理洋蔥根尖的結(jié)果有相似之處，處理后的材料與對照相比畸變項(xiàng)有顯著差異。

針對5種洗滌劑對蠶豆微核千分率的影響分析，低濃度洗滌劑溶液，對蠶豆根尖細(xì)胞產(chǎn)生的誘導(dǎo)效應(yīng)較弱；而高濃度洗滌劑溶液，延遲細(xì)胞分裂周期，單位時間內(nèi)細(xì)胞分裂次數(shù)減少，微核率也降低。這個結(jié)果與趙鑫磊[6]研究日化用品對蠶豆微核率的結(jié)果有一致性。本研究表明，肥皂、皂粉與另外3種洗滌劑相比較安全，但仍需低量使用，以防有害物質(zhì)累積，并降低洗滌劑對環(huán)境造成的污染。