镉引起蚕豆(Vicia faba)叶片DNA损伤和细胞凋亡研究

以蚕豆为研究对象,采用碱性、半碱性和中性彗星实验方法研究Cd对植物DNA的损伤,同时还采用DAPI染色法从细胞形态学入手研究Cd诱导的蚕豆叶片的细胞凋亡.用3种彗星实验研究Cd处理蚕豆叶片DNA损伤,结果表明Cd能够引起蚕豆叶片DNA损伤,但是不同Cd浓度引起DNA损伤的种类不同:5mg·L^-1Cd处理主要引起单链DNA损伤和碱性不稳定位点的形成;10mg·L^-1Cd处理时开始检测到DNA双链断裂;20mg·L^-1Cd处理下,各种类型的DNA损伤均明显增加,且DNA双链断裂尤其明显.DAPI染色法通过细胞形态学变化来检测蚕豆叶片细胞凋亡的结果表明,蚕豆叶片细胞在Cd处理下发生凋亡的过程与DNA损伤过程有很大的相关性.结果表明,Cd是一种基因毒性物质,同时证明Cd引起的DNA损伤是引起细胞发生凋亡的机制之一.     

一氧化氮合酶途径参与SO_2胁迫下蚕豆气孔运动调节

以蚕豆为材料,研究一氧化氮合酶(NOS)途径在SO2诱发气孔运动中的作用.研究发现:浓度7.5~200μmol·L-1的SO2衍生物处理后,蚕豆叶面气孔开度减小,气孔开度与SO2衍生物浓度呈负相关;SO2衍生物处理组叶组织中NOS活性增强;加入NO清除剂c-PTIO或NOS抑制剂L-NAME可抑制SO2衍生物诱发的气孔关闭;SO2衍生物处理组保卫细胞内NO和Ca2+水平升高,用c-PTIO降低胞内NO水平后Ca2+水平随之下降.结果表明,SO2衍生物胁迫可诱发保卫细胞内NO合成增加,NO通过调节胞内Ca2+水平升高,激活下游信号转导途径,调节气孔运动;NOS途径介导的NO合成参与了SO2胁迫下蚕豆气孔运动的调节.     

铅锌冶炼厂周边农田土壤、苕子与荠菜的重金属污染特征

在云南某铅锌矿冶炼厂周边农田,采集当地主要绿肥(苕子)与野菜(荠菜)的植株和根部土壤样品,测定重金属(Pb、Zn、Cu和Cd)的全量和DTPA提取的有效态质量比,并进行污染评价.结果表明:1)综合污染指数评价显示,铅锌冶炼厂周边农田土壤以重度和中度重金属污染为主,Cd质量比为GB 15618-1995《土壤环境质量标准》三级标准限值的1.94～8.30倍,污染程度最重,其次为Pb和Zn;2)荠菜植株Pb、Zn和Cd质量比的最大值、平均值均大于苕子;荠菜对Cd的富集系数大于1,对Pb、Zn和Cd的转移系数大于或接近1;3)苕子和荠菜地上部与土壤的Cd、Pb质量比,苕子地下部与土壤的Pb质量比,荠菜地上部与土壤的Zn质量比均呈显著或极显著正相关.研究表明:铅锌冶炼厂周边农田存在严重的重金属污染,Cd是主要污染因子;苕子和荠菜植株重金属质量比高,且荠菜对重金属的富集能力大于苕子.     

检测细胞DNA断裂损伤效应的彗星实验法的改良

为了解决彗星实验过程中常出现的脱胶、细胞核分离操作繁琐、重复性低等问题,对彗星实验方法进行了改良,初步建立了彗星实验的快速操作流程。结果显示,通过对载玻片进行预处理,可确保凝胶悬挂均匀;采用改良机械法分离的细胞核浓度适中;以0.5%(w/v)涂层琼脂糖作为基层、以1.5%(w/v)低熔点包埋琼脂糖作为叠加层的"双层凝胶法",辅以"推片法"铺胶,操作便捷且不发生脱胶现象;细胞核膜经裂解处理后再进行电泳和荧光观察,彗星图像清晰,杂质少。应用改良后的彗星实验方法,操作简便,耗时更短,实验效果良好,可快速检测出细胞DNA损伤效应。     

电磁辐射环境的潜在致突变水平

通过蚕豆根尖细胞微核试验,对微波通信基站和广播电台周围环境电磁辐射水平进行监测,了解了不同电磁辐射强度与蚕豆根尖细胞微核率之间的关系。指出较强电磁辐射水平对蚕豆根尖微核率的形成具有显著影响,电磁辐射环境可能存在潜在的致突变危险。建议国家有关部门应尽快对有关场所中的电磁辐射环境,以及对公众健康影响的问题作深入研究,制定可操作性法规,并明确界定有关场所可执行的标准,使建筑物高层电磁辐射环境污染得到有效地控制和管理。     

邻苯二甲酸二乙基己酯对蚕豆根尖微核及幼苗超氧化物歧化酶的影响

为了初步探讨邻苯二甲酸二乙基己酯(Di-(2-ethylhexyl)phthalate,DEHP)对植物的毒害作用,采用不同浓度的DEHP溶液对蚕豆根部进行处理(终含量0、0.2、2、20、200mg·kg-(1细沙)),检测根尖微核率和对幼苗茎、叶SOD活性的影响.结果表明:对蚕豆根尖进行短期(6h)处理后,各DEHP处理组微核率随DEHP含量的升高呈显著上升趋势(与对照比较,p<0.05或p<0.01).处理7d后,随DEHP含量的升高(0～20mg·kg-(1细沙)),蚕豆幼苗茎、叶SOD活性均呈逐渐升高趋势;DEHP含量在20～200mg·kg-(1细沙)时,SOD活性均略有下降.以上结果表明DEHP对蚕豆种子具有遗传毒性,且能够对蚕豆幼苗产生氧化损伤.     

用蚕豆根尖细胞微核技术检测乌鲁木齐河水质

应用蚕豆根尖细胞微核技术对乌鲁木齐水质进行检测，测定各样点水样诱导的蚕豆根尖微核千分率及综合污染指数，并进行Ｆ检验，结果表明，各样点ＭＣＮ‰有显著性差异，２０个样点中有１１个样点 的综合污染指数大于２，４个样点水样的综合污染指数大于３．５，和对照组相比有显著差异。所获得数据表明乌鲁木齐河水质受到较为了严重的致突变性污染。     

蚕豆根尖细胞微核技术测试石油化工废水的生物毒性

利用蚕豆根尖细胞微核技术监测石油化工废水遗传毒性，并利用污染指数进行毒性等级的划分，各排口废水均有不同程度的遗传毒性效应。评价其废水的处理效果，经F检验结果表明，处理前后MCN‰有显著性差异。     

通惠河水质毒性监测与评价

采用分析水质理化指标，大型溲运动及生存抑制试验和蚕豆在微核试验，对通惠河水进行监测，并结合现场调查，评价通惠河水污染状况。表明，通惠河水污染较重，并具有一定遗传毒性。     

Oxidative stress and DNA damages induced by cadmium accumulation

Experimental evidence shows that cadmium （Cd） could induce oxidative stress and then causes DNA damage in animal cells, however, whether such effect exists in plants is still unclear. In the present study, Vicia faba plants was exposed to 5 and 10 mg/L Cd for 4 d to investigate the distribution of Cd in plant, the metal effects on the cell lipids, antioxidative enzymes and DNA damages in leaves. Cd induced an increase in Cd concentrations in plants. An enhanced level of lipid peroxidation in leaves and an enhanced concentration of H2O2 in root tissues suggested that Cd caused oxidative stress in Vicia faba. Compared with control, Cd-induced enhancement in superoxide dismutase activity was significant at 5 mg/L than at 10 mg/kg in leaves, by contrast, catalase and peroxidaseactivities were significantly suppressed by Cd addition. DNA damage was detected by neutral/neutral, alkaline/neutral and alkaline/alkaline Comet assay. Increased levels of DNA damages induced by Cd occurred with reference to oxidative stress in leaves, therefore, oxidative stress induced by Cd accumulation in plants contributed to DNA damages and was possibly an important mechanism of Cd-phytotoxicity in Vicia faba plants.