蚕豆根尖微核技术的方法学新论

虽然蚕豆根尖微核技术已是一个成熟规范的检测污染物遗传毒性的方法,但其中仍涉及一些重要的方法学问题值得深入探讨和研究。本文在图示正确观测蚕豆根尖细胞内微核和染色体畸变,如染色体断裂、丢失及染色体桥等的基础上,提出应该对蚕豆根尖分裂相细胞及其染色体畸变进行观测,以便更加准确、细致地反映污染物作用的剂量-效应关系和分子机制。同时还就该方法的其他重要问题提出了自己的观点,供同行们深入探讨和研究,使之不断完善,更好地服务于环境监测和风险评价等领域。     

蚕豆-土壤系统对14CO2的吸收和积累

为了探明14CO2在环境中的行为,采用核素示踪技术研究了蚕豆-土壤系统对14CO2的吸收和积累动态.结果表明,通过蚕豆叶片光合作用从空气中吸收的14CO2会向蚕豆其他部位组织输送并形成积累趋势,被检测到的14C比活度数值比较大,表明空气中的14CO2易于通过叶片吸收而进入蚕豆各组织器官中;蚕豆各部位组织中14C比活度随时间呈线性增长,增长速率介于20.3~45.1Bq/(g×d),大小次序为:叶>茎>根>豆壳>豆粒.蚕豆对14CO2(14C)具有较强的富集作用,各部位的富集系数随时间呈快速增加, 其中叶片中的富集系数最高(56d时高达31.61),豆壳次之(56d时达25.57).利用蚕豆的这一富集特性可监测大气14CO2污染的情况.     

重金属（Hg，As，Pb）污染对蚕豆根尖细胞微核的诱变研究

采用蚕豆根尖细胞微核检测技术,分别探讨不同浓度的HgCl2、As2O3、Pb（NO3）2对蚕豆根尖细胞微核率的影响。以蒸馏水处理作为阴性对照实验。结果表明不同浓度的HgCl2可使蚕豆根尖细胞微核率明显上升,说明HgCl2对蚕豆根尖具有明显的毒性效应——诱发突变（微核）。不同浓度As2O3可使蚕豆根尖细胞微核率明显上升。说明三氧化二砷（As2O3）对蚕豆根尖具有明显的毒性效应——诱发突变（微核）。蚕豆根尖微核率在铅离子浓度0—25mg／L范围内,随着硝酸铅处理浓度的升高而升高,说明硝酸铅是一种较强的诱变剂。     

臭氧对倒挂金钟和蚕豆呼吸作用的影响

在较低浓度臭氧作用下,植物的呼吸受到刺激,在一定时间内,这种影响不易消除;在高浓度臭氧作用下,植物的呼吸受到抑制,在一定时间内保持相对稳定,以后逐渐恢复,分析讨论了臭氧影响植物呼吸变化的机理。     

保护性耕作下蚕豆生育期土壤有机碳、氮含量变化与分布特征

为研究西南紫色土丘陵区坡耕地长期保护性耕作下旱作蚕豆不同生育时期农田土壤有机碳、氮相关组分分布特征,进而优化保护性耕作措施、改善土壤肥力。试验采用传统耕作、垄作、传统耕作+秸秆半量覆盖、垄作+秸秆半量覆盖、传统耕作+秸秆全量覆盖、垄作+秸秆全量覆盖6个处理。结果表明:在不同处理下,土壤总有机碳(TOC)、总氮(TN)、活性有机碳(AOC)、颗粒有机碳(POC)、水溶性氮(DN)的含量分布均表现出0～1010～20 cm土层,且随时间变化整体波动均不大。蚕豆生育期内,无秸秆覆盖条件下,垄作较平作提高了土壤总有机碳、土壤全氮、活性有机碳和颗粒有机碳的含量,但在秸秆覆盖条件下,垄作却降低了土壤总有机碳和颗粒有机碳的含量,且随着秸秆覆盖量的增加土壤颗粒有机碳和活性有机碳含量下降。同时,无论平作或垄作,秸秆覆盖较无秸秆覆盖均有利于土壤总有机碳、土壤全氮、活性有机碳和颗粒有机碳含量的提升。相关性分析表明,TOC与TN、DN、AOC之间呈显著正相关,TN与POC、DN、AOC之间呈显著正相关,POC仅表现出与DOC显著正相关,DOC与DN呈极显著正相关,DN则与AOC为极显著正相关关系。总之,单一垄作措施或秸秆覆盖能更有利于改善土壤碳、氮状况,且土壤有机碳、氮不同组分之间存在一定的耦合关系。     

蚕豆根尖微核致突变性试验标准修订背景研究

介绍了蚕豆根尖微核致突变性试验及相关微核试验方法的起源和应用情况,重点比较了国内外技术方法在适用范围、受试生物、试验条件参数等方面的差异。在此基础上,对分析仪器发展前景进行了展望,对方法在环境监测管理中的潜在应用方向提出了建议。     

除草剂异丙莠诱发蚕豆根尖细胞遗传损伤的研究

以蚕豆根尖为材料,研究除草剂异丙莠对蚕豆根尖细胞的遗传毒性效应。采用蚕豆根尖微核技术,以不同浓度的异丙莠为诱变剂,测定蚕豆根尖细胞的有丝分裂指数、微核率和染色体畸变率。结果表明,异丙莠能诱发较高频率的微核率,即在一定浓度范围内,其微核率随异丙莠处理浓度的升高而增加,但随着异丙莠浓度进一步升高而呈下降趋势;异丙莠能降低蚕豆根尖细胞有丝分裂指数并诱导染色体产生多种类型的畸变。一定剂量的除草剂异丙莠对蚕豆根尖细胞具有明显的遗传毒性。     

氰化钾对蚕豆和洋葱根尖细胞的遗传损伤效应

采用蚕豆和洋葱根尖细胞微核检测技术,研究氰化钾(3mg/L、10 mg/L、30 mg/L、100 mg/L和300mg/L)的遗传毒性效应.结果表明,3-300 mg/L的氰化钾(KCN)处理12 h可诱发蚕豆和洋葱根尖中微核细胞数目显著增高,最高增幅分别为330.49%和244.92%:可使分裂指数明显下降,最高降幅分别为31.01%和33.44%;根尖微核细胞数与处理浓度呈正相关.分裂指数与处理浓度呈负相关.研究表明,氰化钾具有遗传毒性作用.能引起DNA分子断裂.与蚕豆相比,洋葱对氰化钾具有更高的敏感性,因此可通过洋葱微核试验有效监测环境中的氰化钾污染.     

重金属对蚕豆(vicia faba)根尖的核酸含量及核酸酶活性影响的研究

Pb²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺在低浓度作用下,随处理浓度的升高,刺激蚕豆(Vicia faba)DNA含量(处理浓度分别低于10.0、0.50、50.0ppm)和RNA含量(处理浓度分别低于10.0、50.0、50.0ppm),DNase活性(处理浓度均低于10.0ppm)和RNase活性(处理浓度分别低于20.0、10.0、50.0ppm)相应地升高;当处理浓度超过相应浓度时,DNA和RNA含量以及DNase与RNase活性随浓度升高而降低。Hg²⁺在小于0.05ppm时使RNase活性升高,高于该浓度使其降低,其它各指标无上述规律性变化。重金属对核酸代谢的影响结果取决于植物组织的适应性反应与金属离子的毒性反应的强度。文章还讨论了金属离子特征和可能存在的不同代谢活动的抗性诱导体系对植物毒性的影响,以及蛋白质的代谢活动对植物适应性水平的影响。     

土壤镉污染毒性效应的多指标综合评价

以草甸棕壤为供试土壤,以蚕豆幼苗根尖有丝分裂指数、染色体畸变率以及微核率,幼苗叶片内抗氧化酶活性、植物内源激素含量为指标,采用盆栽方法研究了0～10 mg·kg^-1镉胁迫对植物细胞的遗传和生态毒性效应.结果表明,在此浓度范围内,蚕豆根尖细胞有丝分裂指数、染色体畸变率以及微核率均随镉浓度增加呈显著的剂量-效应正相关关系,其中微核率变化最为明显,处理组微核率分别为对照组的1.43～3.22倍;蚕豆幼苗叶片内的SOD和POD活性变化呈先升高后下降的趋势;而CAT活性随镉浓度增加其变化规律与SOD、POD相反.此外,镉胁迫下植物激素脱落酸(ABA)、赤霉素(GA₃)与细胞分裂素类的玉米素和玉米素核苷总含量(Z&ZR)均表现出低浓度下诱导和较高浓度下诱导率降低的趋势,在镉浓度为2.5 mg·kg^-1时３种植物激素含量均达到最高值,分别比对照组增加了6.6%、 4.0%和12.6%.研究表明,各指标对污染物的毒性具有响应且响应的域值及其敏感度不同,将各指标综合使用可使土壤镉污染的遗传和生态毒性诊断更为有效.