NaCl培养液对植物根尖有丝分裂的影响

王 燕，孙晓东，龚 坚，王 珺，余明华

(郧阳医学院基础医学研究所，湖北 十堰 442000)

NaCl培养液对植物根尖有丝分裂的影响

王 燕，孙晓东，龚 坚，王 珺，余明华

(郧阳医学院基础医学研究所，湖北 十堰 442000)

以洋葱根尖、大蒜根尖、蚕豆根尖为材料，分别用50、150、250 mmol/L的NaCl培养液对分生区细胞进行72 h培养，分析NaCl培养液对植物根尖细胞有丝分裂指数及微核的影响。结果表明，不同浓度的NaCl培养液对植物根尖作用72 h后，植物根尖细胞中期分裂指数和中期染染色体形态均有不同程度的影响，有丝分裂指数随着NaCl处理剂量的增加而下降，微核率随着NaCl处理剂量的增加而升高，且一定浓度的NaCl影响植物细胞有丝分裂的速度，当浓度较低时促进分裂，浓度较高时则抑制分裂。

植物根尖；NaCl培养液；有丝分裂；分裂指数；微核

有丝分裂是植物细胞进行增殖的主要方式，在植物细胞有丝分裂过程中，染色体的形态和结构表现出一系列规律性的变化，尤其是细胞分裂中期染色体的收缩程度良好，适于进行染色体形态数目的观察及识别。细胞有丝分裂指数受培养液、预处理液及温度等多种因素的影响。NaCl对植物细胞的毒害效应是抑制植物细胞分裂[1，2]。本试验采用不同浓度的NaCl培养液对洋葱根尖、大蒜根尖、蚕豆根尖进行培养，分析NaCl培养液对植物根尖细胞有丝分裂M期分裂活动的影响，探讨NaCl培养液对植物根尖有丝分裂指数影响及细胞微核率的影响。

1 材料与方法

1.1 材料及预处理

挑选无破损且形态均匀当年的洋葱、大蒜，削去老根，先置于盛有蒸馏水的烧杯上培养，室温(22 ℃)进行萌芽；蚕豆先用0.1% HgCl2消毒，蒸馏水冲洗干净，置于中空的网上，将芽点处向下置于盛有蒸馏水的烧杯上，隔日换水，2～3 d根尖长出，将其移入盛有不同浓度的NaCl培养液烧杯中继续培养72 h，处理液浓度为50、150、250 mmol/L，对照组用蒸馏水处理。72 h后在植物细胞分裂的高峰期，即上午8:00～10:00，剪取0.5～1.0 cm长度的根尖，立即放入卡诺氏固定液(纯酒精∶氯仿∶冰醋酸=6∶3∶1)中固定2～3 h，然后依次在浓度梯度95%、85%、80%的酒精中分别浸泡5 min后，转入70%的酒精中保存备用[1,3,4]。

1.2 制片方法

将根尖放入盛有1 mol/L HCl的烧杯中，60 ℃恒温水浴箱解离5 min，水洗后用改良碱性品红染色10～15 min，常规压片，供镜检。

1.3 镜检统计方法

(1)有丝分裂指数的统计方法 每剂量组观察6个根尖，每个根尖统计500个以上细胞，每组统计3 000个以上细胞；分裂细胞包括前、中、后、末期的所有细胞，并计算有丝分裂指数(有丝分裂指数=分裂细胞数/观察细胞数×100%)。

(2)植物细胞微核率的统计方法 每剂量组观察6个根尖，每个根尖统计500个以上细胞，每组统计3 000个以上细胞。以1 000个细胞中出现的微核数表示微核率。

2 结果与分析

2.1 不同浓度的NaCl培养液对根尖细胞有丝分裂指数的影响

通过光学显微镜观察发现，不同剂量的NaCl均对植物根尖细胞有丝分裂产生抑制作用。随着NaCl浓度的增加，植物细胞有丝分裂指数明显降低。其中250 mmol/L的NaCl对植物根尖有丝分裂抑制作用最大，而150 mmol/L的NaCl对植物根尖有丝分裂抑制作用次之，50 mmol/L的NaCl对植物根尖有丝分裂抑制作用最小(表1)。

2.2 不同浓度的NaCl培养液对植物细胞微核率的的影响

经过不同浓度的NaCl处理，萌发后的根尖间期细胞出现微核和多核现象，微核形成的原因可能是由于NaCl的浓度加大，前一分裂期产生的染色体断片或落后染色体没有纺锤丝的牵拉，不能与正常染色体一起继续分裂，在进入间期时被排除在核外形成，其大小和数目不一，少则1个，多则2个或3个(表2)。

表2 NaCl对植物根尖细胞微核率的影响(n=6)Table 2 Effect of Additional NaCl on micronucleus in plant root tip cells(n=6)

3 讨论

通过观察发现，不同浓度的NaCl培养液均能使植物根尖分生细胞有丝分裂指数下降，而随着NaCl培养液浓度增加，处于分裂期的细胞逐渐减少，有丝分裂指数抑制率呈上升指数。说明NaCl培养液能对植物根尖细胞有丝分裂产生抑制作用，高浓度NaCl还会干扰纺锤丝微管的形成，如上次有丝分裂过程中染色体受损或染色体活动异常形成的微核，使染色体没有纺锤丝的牵拉，不能向两极移动，出现中后期染色体分布不均等；染色体损伤或纺锤丝的破坏造成后期两组子染色体不能正常分开，部分子染色体间发生融合而出现染色体断片、单桥、双桥和多桥及染色体丢失现象。细胞分裂受到多方面因素调控，从染色质状态到凝集形成染色体，中期的染色体准确排列到赤道板上，再由纺锤丝的牵拉移向两极，形成两个子细胞[5，6]。这是一个复杂的调控机制。本试验主要表明了NaCl对植物细胞的遗传毒性，由于NaCl长时间、过量地积存在植物细胞中，抑制了与细胞有丝分裂有关的蛋白质的合成，从而阻碍了细胞周期的运行，导致其有丝分裂下降及微核的产生。

[1]任 艳，王 辉，石延茂,等.不同预处理对花生根尖细胞有丝分裂分裂制片的影响[J].花生学报，2008，37(2)：28～31.

[2]黄秋婵，韦友欢，韦方立.改进观察植物细胞有丝分裂方法的探讨[J].科学教育，2008，14(4)：58～60.

[3]张祥沛.生物学实验研究[M].青岛:青岛海洋大学出版社，1997.

[4]陈瑞阳.植物染色体标本植被的去壁低渗法及其在细胞遗传学的意义[J].遗传学报，1982，9(2)：110～115.

[5]高 扬，辛树权，何锦冰，等.铜对大蒜根尖细胞有丝分裂影响的研究[J].北方园艺，2008，(6)：12～14.

[6]屈 艾，汪承润，薄 军.稀土元素钬对蚕豆品种在微核试验中的敏感性比较[J].遗传，2004，26(2)：195～201.

2009-04-23

王 燕(1972-)，女，湖北十堰人，实验师，主要从事组织化学与形态学的研究.

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2009.03.014

Q943

A

1673-1409(2009)03-S045-02