火炬樹葉片浸提液對玉米根尖細胞有絲分裂的影響

火炬樹是涂料科的一種鹽烤木，產于加拿大和美國。耐干旱貧瘠,喜溫耐寒,耐酸堿,適應性極強,可在石礫山坡荒地上生長,是一種很好的護坡、固堤及封灘固沙的樹種,并具有很好的觀賞價值,早為各國引種栽培,主要用于荒山綠化兼作鹽堿荒地風景林樹種1材料和方法1.1實驗材料2009年10月從衡水湖濕地自然保護區采集火炬樹樹葉。供試品種為農大108,由河北省衡水市農業局種子站提供。1.2實驗方法1.2.1浸提液的制備選取發育良好的火炬樹葉片,用水沖洗干凈,自然風干后剪成長3cm的小段備用。按照材料∶蒸餾水=15g∶100mL的比例于室溫下浸泡24h,過濾后得到濃度為15%的浸提液。將原液配制成0.5‰、1‰、2‰、5‰、1%、3%、5%、7%、10%的浸提液。1.2.2火炬樹葉片紅染色將子粒飽滿的玉米種子沖洗干凈,0.1%氯化汞溶液中浸泡消毒15min,蒸餾水沖洗2~3次,25℃恒溫箱內濾紙法發芽;待種子胚根伸長至1cm左右時轉移至不同濃度(0.5‰、1‰、2‰、5‰、1%、3%、5%、7%、10%)火炬樹葉浸提液中處理,對照用蒸餾水處理。處理時間為6、12、24、36h,恢復培養12h,剪取根尖,卡諾氏固定液固定24h,蒸餾水沖洗干凈后保存在75%乙醇中。觀察前用解離液(95%乙醇∶濃鹽酸=1∶1)解離15min,改良品紅染色30min,常規壓片,顯微鏡下觀察、統計。計算有絲分裂指數、微核千分率、染色體畸變率(發生染色體畸變細胞占分裂期細胞的百分數),每個處理至少觀察10個根尖約5000個細胞。用尼康顯微攝像系統進行拍照。1.2.3數據的統計分析用SPSS軟件對數據進行統計分析和差異顯著性檢驗。2結果與分析2.1玉米根尖細胞有絲分裂指數的變化從表1可以看出,低濃度(0.5‰、1‰)火炬樹葉浸提液對萌發期玉米根尖細胞有絲分裂有輕微的促進作用,但隨著濃度的升高,玉米根尖細胞有絲分裂逐漸受到抑制,有絲分裂指數逐漸降低,且差異顯著。除對照和≤2‰的浸提液外,在同一處理濃度下有絲分裂指數隨著處理時間的延長也逐漸降低。根尖分生區是有絲分裂最旺盛的部位,通過有絲分裂增加細胞的數目,使根逐漸延長,是植物體得以正常生長發育的基礎;而頂端分生組織區是植物體對不良環境因子反應最敏感的區域2.2火炬樹浸提液濃度對玉米微核千分率的影響微核率是廣泛采用的遺傳損傷指標之一,微核率的高低反映了致突變效應能力的大小。從表2可以看出,當浸提液濃度≤1‰時對微核的影響和對照相比無差異。濃度逐漸升高后,玉米根尖細胞微核千分率和火炬樹葉浸提液處理濃度和處理時間呈明顯正相關,即浸提液濃度越高,微核千分率越高;處理時間越長,微核千分率也越高。關于微核的成因,有的認為其來源于無著絲點染色體斷裂產生的斷片或滯后染色體,有的認為可直接由間期核形成,還有的認為可能是由于細胞核向外突出并延伸而成。實驗發現,當浸提液濃度達到5%時,玉米根尖細胞除表現出高微核率外,還出現了多核現象。即細胞內沒有大核,而以多個大小相差不多的小核取代。多核的形成可能是由于染色體斷片大量產生,紡錘絲功能被破壞,不能牽引染色體向兩極移動,出現后期染色體不均等的多極分布,最終在細胞中出現多核2.3中期染色體-pcr染色正常細胞在進行有絲分裂過程中經過濃縮、螺旋化,線狀染色質變為清晰可見的染色體,劇烈運動的染色體被紡錘體微管捕獲著絲粒,牽拉染色體整齊排列在赤道板上,這些中期染色體通過紡錘絲的牽引作用,均等地向兩極移動,染色體重新去濃縮、解螺旋形成染色質,子核重建,最后形成兩個子細胞3玉米根尖細胞毒性作用機理有研究認為,玉米是遺傳毒理分析的好材料,更適用于環境污染度的檢測。因為玉米用于環境的污染檢測比蠶豆敏感,又是大田作物,較易培養,而且染色體少,處理較為簡單,容易觀察本實驗表明,低濃度火炬樹葉片浸提液對玉米根尖的有絲分裂有輕微的促進作用,當火炬樹葉片浸提液濃度≥5‰時,對玉米根尖細胞的萌發、生長、有絲分裂產生了明顯的毒害作用。推測其原因,一是由于浸提液中有大量的溶質,滲透勢低于玉米根尖細胞的水勢,造成細胞吸水困難,影響到細胞的有絲分裂,高濃度的浸提液作用尤其明顯;二是浸提液中的各種物質進入細胞中產生毒害作用,或直接作用于DNA分子,引起DNA斷裂損傷,產生斷片和微核。斷裂的染色體末端粘連,在分裂后期和末期出現橋的結構;浸提液中的溶質分子還可干擾蛋白質的合成,使DNA復制、RNA轉錄、染色體運動有關的蛋白質和酶缺乏,影響到有絲分裂的各項進程,由此形成染色體畸變;紡錘絲結構的破壞會直接導致滯后染色體、多極分裂等現象。火炬樹葉片中含有單寧,其葉片內含物作為生物農藥,種子內含物可作為抗氧