石化工业污水对小麦根尖细胞的遗传毒性研究

丁海燕　武燕　曲丽娜

摘 要：该文探索了石化工业污水在植物细胞水平上的致畸作用，应用小麦根尖微核方法，对石化工业污水培养下小麦根尖细胞有丝分裂的微核、有丝分裂指数、染色体畸变进行了研究。结果表明，石化工业污水对小麦根尖细胞的致畸作用表现在出现微核、双微核、染色体落后、染色体断片、抑制根尖细胞有丝分裂。

关键词：石化工业污水；小麦；遗传毒性

中图分类号 X74 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）05-13-02

Abstract：To explore teratogenic effects of petrochemical industrial wastewater on plant cell，using micronucleus method of wheat root cell，micronucleus，mitotic index，and chromosomal aberrations were studied in cell mitosis of wheat root tip cultured in petrochemical industry sewage.The results indicated that teratogenic effects of petrochemical industrial wastewater on wheat root tip cells： the appearance of micronuclei，double micronuclei，chromosome lagging，chromosome fragment，and inhibition of mitosis in root tip cells.

Key words：Petrochemical industrial wastewater；Wheat；Genotoxicity

微核是染色体在细胞有丝分裂间期时候的一种畸变表现形式，根尖分生区细胞在外界诱变因子的作用下，在有丝分裂时形成的染色体片段不能随细胞分裂进入细胞核从而形成微核。微核率的大小与致畸因子的剂量或辐射累积效应是呈正相关性的，其在环境诱变和致癌因子的检测研究，特别是在水质污染和致突变剂检测研究中得到了广泛应用。例如，傅思颖等研究染发剂对蚕豆根尖细胞遗传毒性效应[1]，庄昉成等利用蚕豆根尖细胞微核技术检测化工污水的遗传毒性[2]，这种方法被越来越多的研究应用。小麦是黑龙江省重要的粮食作物之一，在黑龙江省北安农场、革求山农场等地种植比较多，是我国重要的粮食作物之一。小麦细胞DNA含量多，染色体数目较多，其根尖分生区细胞分裂旺盛，对环境诱变物的损伤较为敏感，微核效应比较容易观察，例如，高汝勇等利用小麦微核方法研究黄顶菊对小麦根尖细胞的遗传毒性[3]，结果表明，黄顶菊浸提液对小麦有明显的遗传毒性。张志雯等的硫酸铜对小麦根尖细胞的遗传毒性研究[4]，结果表明，硫酸铜对小麦根尖细胞有丝分裂的影响表现为明显的剂量效应，说明CuSO4能导致小麦根尖细胞多种畸变的发生，具有明显的致畸效应。而目前有关石化工业污水对小麦遗传毒性的研究尚未见报道，为此，本研究根据染色显微观察测定的小麦根尖细胞微核的统计，检测石化工业污水对小麦根尖细胞的遗传毒性。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 小麦种子 供试的小麦种子于2015年12月购自大庆新华种子商店。

1.1.2 主要仪器 光学显微镜、电热恒温培养箱、数码照相机、4℃冰箱。

1.1.3 主要试剂 卡宝品红染液、乙醇、冰醋酸、盐酸；供试的石化工业污水取自大庆某化工厂。

1.2 方法

1.2.1 种子发根及处理 种子在25℃下自来水处理24～36h，发芽至露白，恒温培养至根尖长大约1cm，转移至石化工业污水的3种不同浓度（原液、稀释10倍、稀释100倍）处理液中23.5℃进行处理培养27.5h，以蒸馏水为对照，3次重复，之后剪取小麦根尖。

1.2.2 根尖材料固定及制片 剪下2～3cm长度的根尖，卡诺固定液于4℃的冰箱固定24h；卡宝品红染色制片，显微镜下观察有丝分裂相，染色体畸变，微核，每组处理观察10个根尖，每根尖观察统计约500个细胞。

1.2.3 镜检照相 移动显微镜视野寻找到有微核出现的细胞，照相并计数。

2 结果与分析

2.1 不同浓度处理液培养下的微核 经蒸馏水（对照）培养的根尖细胞微核数为0；经3种不同浓度处理液的培养处理结果，用石化工业污水原液培养的根尖细胞微核，见图1；用稀释10倍、100倍的处理液培养的根尖细胞均可见微核，如图2、图3。石化工业污水原液培养的根尖细胞微核数目明显多于稀释后处理的，而且污水原液培养的根尖出现双微核现象也比稀释后的多。

3 结论与讨论

本研究表明，石化工业污水对小麦根尖细胞的致畸作用表现在出现微核、双微核、染色体落后、染色体断片、抑制根尖细胞有丝分裂；污水经过稀释10倍、100倍后致畸作用有所减小，但稀释后还存在毒害作用。在以石油化工为主产业的地区，石化工业污水是影响当地农作物种植、畜牧养殖的一个重要因子[6]，石化工业污水经过污水处理系统再排放，对当地作物栽培、植被保护、生态修复是重要的影响因素。

参考文献

[1]傅思颖，杨民和.染发剂对蚕豆根尖细胞遗传毒性效应的研究[J].山西师范大学学报（自然科学版），2014，28（02）：34-39.

[2]庄昉成，杨寅楣，王恩义.蚕豆根尖细胞微核技术检测化工污水的遗传毒性[J].环境污染与防治，1991，13（04）：37-39.

[3]高汝勇，高小宽，李会芬，等.黄顶菊对小麦根尖细胞的遗传毒性[J].麦类作物学报，2013，33（5）：1035-1038.

[4]张志雯，秦素平，陈于和，等.硫酸铜对小麦根尖细胞的遗传毒性[J].麦类作物学报，2014，34（10）：1350-1354.

[5]丁海燕，张国发，武燕，等.利用蚕豆微核试验检测含酚工业水污染状况[J].安徽农业科学，2015，43（29）：13，120.

[6]丁海燕，李玉堂，武燕，等.石化污水处理技术分析[J].大庆师范学院学报，2014，34（6）：49-50.

（责编：张宏民）