王 燕，孫曉東，龔 堅(jiān)，王 珺，余明華

(鄖陽醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所，湖北 十堰 442000)

NaCl培養(yǎng)液對植物根尖有絲分裂的影響

王 燕，孫曉東，龔 堅(jiān)，王 珺，余明華

(鄖陽醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所，湖北 十堰 442000)

以洋蔥根尖、大蒜根尖、蠶豆根尖為材料，分別用50、150、250 mmol/L的NaCl培養(yǎng)液對分生區(qū)細(xì)胞進(jìn)行72 h培養(yǎng)，分析NaCl培養(yǎng)液對植物根尖細(xì)胞有絲分裂指數(shù)及微核的影響。結(jié)果表明，不同濃度的NaCl培養(yǎng)液對植物根尖作用72 h后，植物根尖細(xì)胞中期分裂指數(shù)和中期染染色體形態(tài)均有不同程度的影響，有絲分裂指數(shù)隨著NaCl處理劑量的增加而下降，微核率隨著NaCl處理劑量的增加而升高，且一定濃度的NaCl影響植物細(xì)胞有絲分裂的速度，當(dāng)濃度較低時(shí)促進(jìn)分裂，濃度較高時(shí)則抑制分裂。

植物根尖；NaCl培養(yǎng)液；有絲分裂；分裂指數(shù)；微核

有絲分裂是植物細(xì)胞進(jìn)行增殖的主要方式，在植物細(xì)胞有絲分裂過程中，染色體的形態(tài)和結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出一系列規(guī)律性的變化，尤其是細(xì)胞分裂中期染色體的收縮程度良好，適于進(jìn)行染色體形態(tài)數(shù)目的觀察及識別。細(xì)胞有絲分裂指數(shù)受培養(yǎng)液、預(yù)處理液及溫度等多種因素的影響。NaCl對植物細(xì)胞的毒害效應(yīng)是抑制植物細(xì)胞分裂[1，2]。本試驗(yàn)采用不同濃度的NaCl培養(yǎng)液對洋蔥根尖、大蒜根尖、蠶豆根尖進(jìn)行培養(yǎng)，分析NaCl培養(yǎng)液對植物根尖細(xì)胞有絲分裂M期分裂活動(dòng)的影響，探討NaCl培養(yǎng)液對植物根尖有絲分裂指數(shù)影響及細(xì)胞微核率的影響。

1 材料與方法

1.1 材料及預(yù)處理

挑選無破損且形態(tài)均勻當(dāng)年的洋蔥、大蒜，削去老根，先置于盛有蒸餾水的燒杯上培養(yǎng)，室溫(22 ℃)進(jìn)行萌芽；蠶豆先用0.1% HgCl2消毒，蒸餾水沖洗干凈，置于中空的網(wǎng)上，將芽點(diǎn)處向下置于盛有蒸餾水的燒杯上，隔日換水，2～3 d根尖長出，將其移入盛有不同濃度的NaCl培養(yǎng)液燒杯中繼續(xù)培養(yǎng)72 h，處理液濃度為50、150、250 mmol/L，對照組用蒸餾水處理。72 h后在植物細(xì)胞分裂的高峰期，即上午8:00～10:00，剪取0.5～1.0 cm長度的根尖，立即放入卡諾氏固定液(純酒精∶氯仿∶冰醋酸=6∶3∶1)中固定2～3 h，然后依次在濃度梯度95%、85%、80%的酒精中分別浸泡5 min后，轉(zhuǎn)入70%的酒精中保存?zhèn)溆肹1,3,4]。

1.2 制片方法

將根尖放入盛有1 mol/L HCl的燒杯中，60 ℃恒溫水浴箱解離5 min，水洗后用改良堿性品紅染色10～15 min，常規(guī)壓片，供鏡檢。

1.3 鏡檢統(tǒng)計(jì)方法

(1)有絲分裂指數(shù)的統(tǒng)計(jì)方法 每劑量組觀察6個(gè)根尖，每個(gè)根尖統(tǒng)計(jì)500個(gè)以上細(xì)胞，每組統(tǒng)計(jì)3 000個(gè)以上細(xì)胞；分裂細(xì)胞包括前、中、后、末期的所有細(xì)胞，并計(jì)算有絲分裂指數(shù)(有絲分裂指數(shù)=分裂細(xì)胞數(shù)/觀察細(xì)胞數(shù)×100%)。

(2)植物細(xì)胞微核率的統(tǒng)計(jì)方法 每劑量組觀察6個(gè)根尖，每個(gè)根尖統(tǒng)計(jì)500個(gè)以上細(xì)胞，每組統(tǒng)計(jì)3 000個(gè)以上細(xì)胞。以1 000個(gè)細(xì)胞中出現(xiàn)的微核數(shù)表示微核率。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度的NaCl培養(yǎng)液對根尖細(xì)胞有絲分裂指數(shù)的影響

通過光學(xué)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，不同劑量的NaCl均對植物根尖細(xì)胞有絲分裂產(chǎn)生抑制作用。隨著NaCl濃度的增加，植物細(xì)胞有絲分裂指數(shù)明顯降低。其中250 mmol/L的NaCl對植物根尖有絲分裂抑制作用最大，而150 mmol/L的NaCl對植物根尖有絲分裂抑制作用次之，50 mmol/L的NaCl對植物根尖有絲分裂抑制作用最小(表1)。

2.2 不同濃度的NaCl培養(yǎng)液對植物細(xì)胞微核率的的影響

經(jīng)過不同濃度的NaCl處理，萌發(fā)后的根尖間期細(xì)胞出現(xiàn)微核和多核現(xiàn)象，微核形成的原因可能是由于NaCl的濃度加大，前一分裂期產(chǎn)生的染色體斷片或落后染色體沒有紡錘絲的牽拉，不能與正常染色體一起繼續(xù)分裂，在進(jìn)入間期時(shí)被排除在核外形成，其大小和數(shù)目不一，少則1個(gè)，多則2個(gè)或3個(gè)(表2)。

表2 NaCl對植物根尖細(xì)胞微核率的影響(n=6)Table 2 Effect of Additional NaCl on micronucleus in plant root tip cells(n=6)

3 討論

通過觀察發(fā)現(xiàn)，不同濃度的NaCl培養(yǎng)液均能使植物根尖分生細(xì)胞有絲分裂指數(shù)下降，而隨著NaCl培養(yǎng)液濃度增加，處于分裂期的細(xì)胞逐漸減少，有絲分裂指數(shù)抑制率呈上升指數(shù)。說明NaCl培養(yǎng)液能對植物根尖細(xì)胞有絲分裂產(chǎn)生抑制作用，高濃度NaCl還會(huì)干擾紡錘絲微管的形成，如上次有絲分裂過程中染色體受損或染色體活動(dòng)異常形成的微核，使染色體沒有紡錘絲的牽拉，不能向兩極移動(dòng)，出現(xiàn)中后期染色體分布不均等；染色體損傷或紡錘絲的破壞造成后期兩組子染色體不能正常分開，部分子染色體間發(fā)生融合而出現(xiàn)染色體斷片、單橋、雙橋和多橋及染色體丟失現(xiàn)象。細(xì)胞分裂受到多方面因素調(diào)控，從染色質(zhì)狀態(tài)到凝集形成染色體，中期的染色體準(zhǔn)確排列到赤道板上，再由紡錘絲的牽拉移向兩極，形成兩個(gè)子細(xì)胞[5，6]。這是一個(gè)復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制。本試驗(yàn)主要表明了NaCl對植物細(xì)胞的遺傳毒性，由于NaCl長時(shí)間、過量地積存在植物細(xì)胞中，抑制了與細(xì)胞有絲分裂有關(guān)的蛋白質(zhì)的合成，從而阻礙了細(xì)胞周期的運(yùn)行，導(dǎo)致其有絲分裂下降及微核的產(chǎn)生。

[1]任 艷，王 輝，石延茂,等.不同預(yù)處理對花生根尖細(xì)胞有絲分裂分裂制片的影響[J].花生學(xué)報(bào)，2008，37(2)：28～31.

[2]黃秋嬋，韋友歡，韋方立.改進(jìn)觀察植物細(xì)胞有絲分裂方法的探討[J].科學(xué)教育，2008，14(4)：58～60.

[3]張祥沛.生物學(xué)實(shí)驗(yàn)研究[M].青島:青島海洋大學(xué)出版社，1997.

[4]陳瑞陽.植物染色體標(biāo)本植被的去壁低滲法及其在細(xì)胞遺傳學(xué)的意義[J].遺傳學(xué)報(bào)，1982，9(2)：110～115.

[5]高 揚(yáng)，辛樹權(quán)，何錦冰，等.銅對大蒜根尖細(xì)胞有絲分裂影響的研究[J].北方園藝，2008，(6)：12～14.

[6]屈 艾，汪承潤，薄 軍.稀土元素鈥對蠶豆品種在微核試驗(yàn)中的敏感性比較[J].遺傳，2004，26(2)：195～201.

2009-04-23

王 燕(1972-)，女，湖北十堰人，實(shí)驗(yàn)師，主要從事組織化學(xué)與形態(tài)學(xué)的研究.

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

Q943

A

1673-1409(2009)03-S045-02