蚕豆根尖微核试验在辣子草化感作用研究中的应用

运用蚕豆(Vicia faba L.)根尖细胞微核试验,研究入侵植物辣子草(Galinsoga parviflora Cav.)水浸提液的化感效应,结果表明,辣子草水浸提液具有一定的遗传毒性.在辣子草水浸提液作用下,蚕豆根尖细胞有丝分裂各时相受到影响,有丝分裂指数下降,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,辣子草水浸提液对蚕豆根尖的影响存在显著的时间效应和浓度效应.蚕豆根尖微核技术能较好的反映辣子草化感作用潜力,在评估入侵植物的化感作用方面具有较大的应用价值.     

三叶鬼针草对蚕豆根尖遗传毒性的研究

化感作用是外来植物成功入侵和快速扩散的机制之一,为了探讨入侵植物三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)的化感作用机制,运用蚕豆根尖微核技术和植物切片技术,研究了不同质量浓度的三叶鬼针草水浸提液对蚕豆(Vicia faba L.)根尖细胞的遗传损伤和对根生长的影响。结果表明,三叶鬼针草水浸提液对蚕豆根尖细胞有丝分裂及生长产生不同程度的抑制和损伤,具有明显的遗传毒性。水浸提液对蚕豆根尖的影响存在显著的时间效应和质量浓度效应。经切片测量统计,水浸提液促进了成熟区细胞平周分裂,使根尖细胞层数增加;同时显著地抑制了细胞伸长,使根尖缩短,整体表现为使根尖加粗变短。三叶鬼针草水浸提液抑制了细胞有丝分裂的正常进行,并随着水浸提液质量分数的升高,分裂期细胞数目下降,微核率逐渐升高。本研究结果表明三叶鬼针草水溶性化感物质对植物的遗传稳定性及细胞形态结构具有一定的影响,三叶鬼针草的化感作用可能是其成功入侵的机制之一。     

土荆芥挥发油对豌豆根边缘细胞的诱导和胁迫作用

为探讨化感胁迫对根边缘细胞的诱导效应,实验采用悬空气培养法培养豌豆(Pisum sativum L.)露白种子,在保留根边缘细胞和去除根边缘细胞状态下,选取相对根长、根边缘细胞数量及死亡率、果胶甲基酯酶（PME）等指标研究了豌豆根边缘细胞对不同剂量土荆芥挥发油化感作用的响应。结果表明：1）与对照相比,随着挥发油处理剂量增加,根的伸长被显著抑制（P<0.05）。2）每个处理时间内,随着土荆芥挥发油剂量增加,根边缘细胞数量整体表现出先增加后减少的趋势,在低剂量2μL处理中达极大值。3）土荆芥挥发油诱导豌豆根边缘细胞死亡,随着处理时间的延长和处理剂量的增加,这种毒害效应程度加剧,除去边缘细胞实验组中10μL挥发油处理24 h时,根边缘细胞死亡率达到100%。在较低剂量挥发油作用下,保留根边缘细胞组的根边缘细胞死亡率高于去除根边缘细胞组,而在高剂量挥发油处理情况则相反。4）在同一处理时间,随挥发油剂量增加,各处理组PME活性持续升高,去处边缘细胞组处理24 h后不同剂量处理皆显著高于对照,而根边缘细胞数量总体表现先增加后减少。综合以上结果,保留根边缘细胞的根尖根边缘细胞的数量减少量较少,说明根边缘细胞能缓解土荆芥挥发油的化感胁迫;去除根边缘细胞组的PME活性升高较多,表明土荆芥化感胁迫诱导了根边缘细胞的产生。     

模拟酸雨及A1^3＋共同作用对蚕豆根尖细胞的遗传损伤

以蚕豆为材料，研究了模拟酸雨及酸雨与铝共同作用的细胞遗传学效应．结果表明，根尖细胞有丝分裂指数随Al^3＋浓度的升高和环境酸度的增强而下降；处理组细胞中出现了多种染色体异常，如染色体粘连、滞后及断裂等．模拟酸雨及其与低浓度Al^3＋（3mg／L）共同作用时可诱发蚕豆根尖细胞微核，其中pH4．5组微核率高于pH3．5组．模拟酸雨与高浓度的Al^3＋（10～180mg／L）复合处理可引起根尖细胞固缩，固缩率随Al^3＋浓度增加和pH降低而增高．研究结果表明，pH4．5和pH3．5的模拟酸雨和Al^3＋对蚕豆根尖细胞具有遗传损伤作用，其效应与Al^3＋浓度和环境酸度有关．     

模拟酸雨及Al3+共同作用对蚕豆根尖细胞的遗传损伤

以蚕豆为材料,研究了模拟酸雨及酸雨与铝共同作用的细胞遗传学效应.结果表明,根尖细胞有丝分裂指数随Al3 浓度的升高和环境酸度的增强而下降;处理组细胞中出现了多种染色体异常,如染色体粘连、滞后及断裂等.模拟酸雨及其与低浓度Al3 (3mg/L)共同作用时可诱发蚕豆根尖细胞微核,其中pH4.5组微核率高于pH3.5组.模拟酸雨与高浓度的Al3 (10～180mg/L)复合处理可引起根尖细胞固缩,固缩率随Al3 浓度增加和pH降低而增高.研究结果表明,pH4.5和pH3.5的模拟酸雨和Al3 对蚕豆根尖细胞具有遗传损伤作用,其效应与Al3 浓度和环境酸度有关.     

加拿大一枝黄花化感抑藻效应的初步研究

利用植物化感作用,可抑制有害藻类的生长,改善富营养化水体水质。文章选择我国重要的陆生入侵植物加拿大一枝黄花（Solidago canadensis L.）,系统研究了其根部、茎部和叶部水浸液对5种常见藻类：铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）、斜生栅藻（Scenedesmus obliquu）、蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）、水华鱼腥藻（Anabaena flos-aguae）和羊角月牙藻（Selenastrum capricornutum）生长的化感效应。研究结果表明：（1）加拿大一枝黄花水浸液对铜绿微囊藻的生长有强烈的化感抑制效应,7 d抑制率为90%左右,根、茎、叶部水浸液的72 h-EC50由高到低依次为34.84、12.54和9.57 g.L^-1,叶部对铜绿微囊藻的抑制作用最强;（2）加拿大一枝黄花叶部水浸液除了对水华鱼腥藻的生长无显著影响外,对其余4种受试藻均有明显的抑制作用,即加拿大一枝黄花叶部的化感抑藻效应较具广谱性;（3）相同质量浓度、同一部位的加拿大一枝黄花水浸液对不同藻种的化感作用类型和作用强度有所不同,即化感抑藻效应存在选择性,且这种选择性与藻类的分类学特征无关;（4）对同一种藻,加拿大一枝黄花根、茎、叶等不同部位水浸液的化感效应也有所差异。     

2种入侵植物对根际土壤微生物种群及代谢的影响

选取2种入侵植物（一年蓬Annual Fleabane及加拿大蓬Erigeron Canadensis）及本土植物（艾蒿Artemisia argyi）的根际土壤微生物种群为研究对象,以分析不同根际土壤微生物种群的数量及测定根际土壤微生物酶活的活性为切入点来探析入侵植物对土壤微生物的影响及其响应机制。结果显示：2种入侵植物显著增加了其根际土壤中的细菌的数量,而显著抑制了真菌与放线菌的数量。另外,入侵植物一年蓬显著抑制其根际土壤中纤维素酶的活性,而3种植物的根际土壤硝酸还原酶活性无显著差异。入侵植物对其他3种土壤酶（即转化酶、脲酶及酸性磷酸酶）活性的影响却呈现出截然相反的影响,即一年蓬显著增加了3种根际土壤酶的活性,而加拿大蓬却显著减少了3种根际土壤酶的活性。导致这种现象的原因可能是不同入侵植物的根系释放不同的化学物质进而对土壤微生物的数量和活性造成不同的影响。     

外源脱落酸对水稻苗期根系形态建成及其诱导化感作用的影响

外源添加化学物质诱导可提高水稻化感潜力,是一种可被开发利用的可持续除草模式.在透明玻璃根箱中进行水稻/稗草共培种植,研究外源脱落酸对化感水稻PI312777和非化感水稻Lemont的根系形态建成及其诱导化感作用的影响.结果表明,3μmol/L脱落酸诱导后的化感水稻PI和非化感水稻Le对稗草株高的总化感作用（TA）值较遗传化感作用（GA）显著提高,且Le的诱导化感作用（IA）占其TA的比值（23%-31%）趋近于PI的占比（24%-35%）.诱导处理后两种水稻在地下的根系行为均由躲避模式变为侵入模式,且两种水稻的根系总根长、总表面积、总体积都显著提高.此外,诱导处理后化感水稻PI和非化感水稻Le水稻叶片中8种酚酸总含量均显著增加,分别提高了20.22%、20.47%.化感水稻PI32777根系总根长、总体积、叶片中8种酚酸总含量与稗草抑制率呈显著正相关,非化感水稻Lemont总根长、总根尖数、叶片中8种酚酸总含量与稗草抑制率呈显著正相关.上述研究结果表明外源脱落酸诱导促进了水稻的根系形态建成,提高了水稻酚酸类物质分泌释放,增加了水稻的化感潜力,更重要的是使非化感水稻的诱导化感作用趋于化感...     

铝对蚕豆根尖细胞的遗传损伤

铝作为土壤主要元素之一,是酸性条件下影响植物生长发育的一个主要原因。为进一步探讨酸性条件下铝对植物细胞的毒性作用机理,文章以蚕豆(ViciafabaL.)为材料,研究了不同酸度(pH4.5和pH5.8)的三氯化铝对根尖细胞的遗传损伤作用。结果表明,pH5.8和pH4.5的铝处理(0.03~50mmol·L-1)组中根尖细胞分裂指数呈浓度依赖性降低,微核细胞数显著增加。相同铝浓度时,pH4.5组的分裂指数低于pH5.8组,微核率高于后者。此外,铝处理能诱发根尖细胞核固缩,固缩率随酸度增强和铝浓度增大而增高。研究结果表明,三氯化铝对蚕豆根尖细胞具有遗传损伤作用,酸性增强时铝的毒性作用增强。     

入侵物种三裂叶蟛蜞菊挥发物对杂草叶绿素含量的影响

研究了华南地区外来入侵植物三裂叶蟛蜞菊（Wedelia trilobata L.）挥发物对本地区3种主要杂草的叶绿素含量的影响,以揭示其化感作用的机理。结果表明：三裂叶蟛蜞菊植株挥发物和挥发油对稗草（Echinochloa crusgalli（L.）Beauv.）、三叶鬼针草（Bidens pilosa L.）和青葙（Celosia argentea L.）叶绿素含量有明显的抑制作用。在同一实验条件下,250.0 g三裂叶蟛蜞菊新鲜茎叶及含有0.10 mL、0.25 mL和0.50 mL挥发油容器中生长的稗草、三叶鬼针草和青葙的叶绿素含量明显减少,稗草的叶绿素含量分别比对照减少56.5%、41.9%、49.6%和64.9%;三叶鬼针草的叶绿素含量分别比对照减少6.45%、4.35%、15.3%和24.8%;青葙的叶绿素含量分别比对照减少53.3%、17.6%、33.3%和71.5%。结论：三裂叶蟛蜞菊挥发物的化感作用可使受体植物的叶绿素含量减少。其作用机理值得深入研究。     

The investigation of cytotoxic effects of refinery wastewater on root tip cells of Vicia faba L

The present study was carried out to evaluate the cytotoxic effects of refinery wastewater collected from different stations of the Kizilirmak river on Vicia faba L. root tip cells. For this aim, we used the germination percentage, root length, weight gain and micronucleus (MN) frequency as indicators of cytotoxicity. Additionally to the cytological analysis, DNA analyses were performed in root tips meristems of Vicia faba seeds treated with refinery wastewater. Heavy metal concentrations in the water samples were determined using atomic absorption spectrophotometer (AAS). The concentrations of heavy metals in the water were in the order of Pb>Zn>Fe>Cu>Ni>Cd>Hg. The highest germination percantage was observed in the control group (in proportion as 96%). Heavy metals in the water samples collected from Station I, II and III caused a decrease in the germination percentage as 48, 18 and 30%, respectively. The highest root length and weight gain was observed in the control group at the end of the experimental period. The least root length and weight gain was observed in seeds treated with wastewater collected from Station I. In the control group, the weights of all the seeds increased about 4.08 g when compared with initial weight. The root lengths of the control seeds were determined as 6.38 cm at the end of the experimental period. The weights of the seeds exposed to wastewaters obtained from Station I, II and III increased about 1.08, 3.03 and 2.01 g according to initial weight, respectively. Microscopic examination of V. faba root tip meristem cells showed that any example of the MN formation was not seen in the control group. The highest frequency of MN was observed in group treated with wastewater collected from Station I and least frequency of MN was observed in group treated with wastewater collected from Station II. It was also observed that the yields of DNA in the seeds exposed to wastewater were lower than recorded in the controls. Hence, DNA yields exposed to wastewater were run ahead on agarose gel according to the control group. The results clearly indicate that refinery wastewater had important cytotoxic effects on V. faba root tip cells. It was also observed that V. faba seeds are very sensitive and useful biomarkers for monitoring these effects in waters contaminated with heavy metals.     

农药氰戊菊酯和三氟氯氰菊酯对蚕豆根尖细胞的遗传损伤

采用蚕豆根尖微核技术研究了农药氰戊菊酯、三氟氯氰菊酯对蚕豆根尖细胞的遗传损伤.测定了不同浓度氰戊菊酯、三氟氯氰菊酯(5×10-10～5×10-2g·L-1)诱导下的蚕豆根尖细胞微核率、有丝分裂指数和染色体畸变率.结果表明,氰戊菊酯、三氟氯氰菊酯均能诱发较高的微核率,在一定浓度范围内,微核率随两种农药处理浓度的升高而增加,但随着处理浓度的进一步升高微核率反而呈下降趋势;两种农药均可使蚕豆根尖细胞有丝分裂指数增大;并能诱导蚕豆根尖细胞产生较高频率、多种类型的染色体畸变.氰戊菊酯和三氟氯氰菊酯对蚕豆根尖细胞具有明显的遗传毒性.     

涕灭威及其有毒代谢产物对DNA潜在损伤研究

采用生物遗传监测系统,研究了涕灭威及其两个有毒代谢产物(涕灭威亚砜,涕灭威砜)对蚕豆及大蒜根尖细胞微核率的影响,以及对小牛胸腺DNA的加合作用．结果表明,两种植物根尖细胞微核试验测得的高浓度剂量诱导的微核率与对照组相比有显著性差异(p<0．05),说明涕灭威、涕灭威亚砜及涕灭威砜可能对蚕豆及大蒜根尖细胞有致突变性．并且配对资料差异的显著性检验表明,蚕豆根尖微核试验的敏感性明显高于大蒜根尖微核试验的敏感性．涕灭威及其两个有毒代谢产物与小牛胸腺DNA结合引起吸收光谱波峰的移位,而且存在着剂量关系,说明涕灭威、涕灭威亚砜及涕灭威砜可能对小牛胸腺DNA造成加合作用．     

Er3+和稀土多元复合肥对蚕豆根尖细胞的微核效应

稀土元素是镧系金属元素的总称,在地壳中含量稀少,约占１５×１０－６．我国对稀土元素的开发利用较早,特别是农业上稀土多元复合肥常与农药一起使用,这对生物和环境的影响为人们所关注,给环境研究带来了新课题．目前对稀土元素的研究主要集中在地球化学、农业化学和...     

几种菊科入侵植物和非入侵植物的化感作用比较

以萝卜为受体,采用培养皿法比较研究了几种菊科入侵种和非入侵种的化感潜力。结果表明：入侵种和非入侵种都具有化感作用,且入侵种在高浓度下的化感抑制作用强度不一定都大于非入侵种。在0.2 g.mL-1浓度时,艾蒿和黄鹌菜的综合化感作用强度分别是小飞蓬的2.5和3.1倍;而紫茎泽兰和银胶菊则是小飞蓬的3.8和3.5倍。而不同植物浸提液对萝卜的不同检测指标影响不同。其中,紫茎泽兰对萝卜种子发芽和幼苗生长的影响主要表现为化感抑制作用。银胶菊和除0.025 g.mL-1外的黄鹌菜各浸提液都使萝卜种子萌发受较强的抑制,且抑制强度随浸提液浓度的升高而增大,而对幼苗生长则表现为＂低促高抑＂的规律。小飞蓬和苦荬菜对萝卜种子萌发和幼苗根长为抑制作用,但对其苗高和鲜质量为促进作用。除0.025 g.mL-1外,艾蒿对萝卜种子萌发和幼苗根长有较强的抵制,对其苗高和鲜质量则呈＂低促高抑＂的规律。     

植物体中萜类物质化感作用的研究进展

萜类物质主要以挥发油的形式广泛存在于高等植物中,尤以菊科植物含量丰富。萜类是天然物质中种类最多的一类,按结构可分为单萜、双萜、倍半萜、三萜及多萜等,是第二大类化感物质,尤其是单萜和倍半萜化感活性很强。萜类化感物质合成后大多通过植物体挥发或根系分泌等途径进入土壤,从而影响自身及邻近植物的生长。植物体中萜类物质化感作用已成为近年来国内外研究的热点。文章从萜类物质在植物中的分布、积累特点、释放途径及影响因素等方面进行了系统论述,分析了萜类对植物化感作用的机理及特点,总结了近年来该领域所取得的研究成果。文章认为萜类物质具有独特的化感活性,往往在较低的浓度即能表现出很强的抑制作用,影响其释放的内外因素较多,而且因其种类繁多化感作用机制也较复杂。最后指出了萜类物质化感作用研究中存在的关键问题,并对今后的研究方向进行了展望,希望研究者能进一步创新萜类化感物质的收集方法,关注土壤及空气等媒介对萜类物质化感活性的影响,采用多学科交叉的手段深入探索萜类物质的化感机理。     

澳门城市垃圾焚烧底灰的重金属淋溶及其遗传毒性评价

应用美国国家环境保护局推荐的毒性特性溶出程序(toxicitycharacteristicleachingprocedure,TCLP),以及ICP-MS和ICP-AES技术研究了澳门城市垃圾焚烧底灰中重金属的淋溶,并结合蚕豆根尖微核试验评价了其潜在的生态与健康风险.结果显示,该底灰淋溶出来的重金属元素:铝(Al)、锰(Mn)、钴(Co)和汞(Hg)的浓度低于0.01mg·L-1,铁(Fe)、铜(Cu)和钼(Mo)的浓度低于0.1mg·L-1,而铬(Cr)、锌(Zn)、硒(Se)、锶(Sr)、钡(Ba)和铯(Cs)的浓度在0.11mg·L-1￣2.19mg·L-1之间.需要注意的是淋溶液中铅(Pb)的浓度异常高,最高可达19.06mg·L-1,超过了美国相关标准的上限(5mg·L-1);对比不同条件下底灰中重金属的淋溶情况,表明溶解作用和淋溶液的pH值是影响其淋溶的2个重要因素.蚕豆根尖微核试验显示各淋溶液处理组根尖细胞微核率明显升高,与阴性对照组相比具有显著性差异(p<0.05),表明各淋溶液具有遗传毒性;随着淋溶液中重金属浓度的增加,蚕豆根尖细胞所表现出来的毒性效应增强,表明重金属是淋溶液具有遗传毒性的重要原因.     

废弃农药厂污染场地土壤浸出液的急性毒性和遗传毒性筛查

污染土地再开发是城市土地可持续利用的关键。为进行废弃农药厂的生态风险评价,采集常州市某废弃农药厂污染场地6个不同区域的土壤样品(编号为S1、S2、S3、S4、S5和S6),选取发光细菌、大型溞和蚕豆根尖细胞为试验生物,运用成组生物毒性试验对6个土壤样品的浸出液进行生物毒性检测。结果表明:6个土壤样品的浸出液都具有急性毒性和遗传毒性;发光菌和大型溞急性毒性试验表明,S3和S5的土壤浸出液毒性最高,S6的土壤浸出液毒性最低;蚕豆根尖微核遗传毒性试验表明S3和S5的土壤浸出液毒性最高,S4和S6的土壤浸出液毒性最低。蚕豆根尖微核遗传毒性试验结果与发光菌和大型溞急性毒性效应基本相同,表明成组生物毒性测试法可以用于污染土壤浸出液的毒性评价。污染物质和毒性检测结果的相关性分析结果表明,土壤中所含污染物种类和浓度已经对土壤毒性效应产生影响,结合化学分析与生物毒性检测可为污染场地进行综合评价与风险评估提供依据。