火炬樹(shù)葉片浸提液對(duì)玉米根尖細(xì)胞有絲分裂的影響

火炬樹(shù)葉片浸提液對(duì)玉米根尖細(xì)胞有絲分裂的影響

火炬樹(shù)是涂料科的一種鹽烤木，產(chǎn)于加拿大和美國(guó)。耐干旱貧瘠,喜溫耐寒,耐酸堿,適應(yīng)性極強(qiáng),可在石礫山坡荒地上生長(zhǎng),是一種很好的護(hù)坡、固堤及封灘固沙的樹(shù)種,并具有很好的觀賞價(jià)值,早為各國(guó)引種栽培,主要用于荒山綠化兼作鹽堿荒地風(fēng)景林樹(shù)種1材料和方法1.1實(shí)驗(yàn)材料2009年10月從衡水湖濕地自然保護(hù)區(qū)采集火炬樹(shù)樹(shù)葉。供試品種為農(nóng)大108,由河北省衡水市農(nóng)業(yè)局種子站提供。1.2實(shí)驗(yàn)方法1.2.1浸提液的制備選取發(fā)育良好的火炬樹(shù)葉片,用水沖洗干凈,自然風(fēng)干后剪成長(zhǎng)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(guò)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(shù)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(nèi)濾紙法發(fā)芽;待種子胚根伸長(zhǎng)至1cm左右時(shí)轉(zhuǎn)移至不同濃度(0.5‰、1‰、2‰、5‰、1%、3%、5%、7%、10%)火炬樹(shù)葉浸提液中處理,對(duì)照用蒸餾水處理。處理時(shí)間為6、12、24、36h,恢復(fù)培養(yǎng)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(guī)壓片,顯微鏡下觀察、統(tǒng)計(jì)。計(jì)算有絲分裂指數(shù)、微核千分率、染色體畸變率(發(fā)生染色體畸變細(xì)胞占分裂期細(xì)胞的百分?jǐn)?shù)),每個(gè)處理至少觀察10個(gè)根尖約5000個(gè)細(xì)胞。用尼康顯微攝像系統(tǒng)進(jìn)行拍照。1.2.3數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析用SPSS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和差異顯著性檢驗(yàn)。2結(jié)果與分析2.1玉米根尖細(xì)胞有絲分裂指數(shù)的變化從表1可以看出,低濃度(0.5‰、1‰)火炬樹(shù)葉浸提液對(duì)萌發(fā)期玉米根尖細(xì)胞有絲分裂有輕微的促進(jìn)作用,但隨著濃度的升高,玉米根尖細(xì)胞有絲分裂逐漸受到抑制,有絲分裂指數(shù)逐漸降低,且差異顯著。除對(duì)照和≤2‰的浸提液外,在同一處理濃度下有絲分裂指數(shù)隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)也逐漸降低。根尖分生區(qū)是有絲分裂最旺盛的部位,通過(guò)有絲分裂增加細(xì)胞的數(shù)目,使根逐漸延長(zhǎng),是植物體得以正常生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ);而頂端分生組織區(qū)是植物體對(duì)不良環(huán)境因子反應(yīng)最敏感的區(qū)域2.2火炬樹(shù)浸提液濃度對(duì)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(biāo)之一,微核率的高低反映了致突變效應(yīng)能力的大小。從表2可以看出,當(dāng)浸提液濃度≤1‰時(shí)對(duì)微核的影響和對(duì)照相比無(wú)差異。濃度逐漸升高后,玉米根尖細(xì)胞微核千分率和火炬樹(shù)葉浸提液處理濃度和處理時(shí)間呈明顯正相關(guān),即浸提液濃度越高,微核千分率越高;處理時(shí)間越長(zhǎng),微核千分率也越高。關(guān)于微核的成因,有的認(rèn)為其來(lái)源于無(wú)著絲點(diǎn)染色體斷裂產(chǎn)生的斷片或滯后染色體,有的認(rèn)為可直接由間期核形成,還有的認(rèn)為可能是由于細(xì)胞核向外突出并延伸而成。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)浸提液濃度達(dá)到5%時(shí),玉米根尖細(xì)胞除表現(xiàn)出高微核率外,還出現(xiàn)了多核現(xiàn)象。即細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有大核,而以多個(gè)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(chǎn)生,紡錘絲功能被破壞,不能牽引染色體向兩極移動(dòng),出現(xiàn)后期染色體不均等的多極分布,最終在細(xì)胞中出現(xiàn)多核2.3中期染色體-pcr染色正常細(xì)胞在進(jìn)行有絲分裂過(guò)程中經(jīng)過(guò)濃縮、螺旋化,線狀染色質(zhì)變?yōu)榍逦梢?jiàn)的染色體,劇烈運(yùn)動(dòng)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(guò)紡錘絲的牽引作用,均等地向兩極移動(dòng),染色體重新去濃縮、解螺旋形成染色質(zhì),子核重建,最后形成兩個(gè)子細(xì)胞3玉米根尖細(xì)胞毒性作用機(jī)理有研究認(rèn)為,玉米是遺傳毒理分析的好材料,更適用于環(huán)境污染度的檢測(cè)。因?yàn)橛衩子糜诃h(huán)境的污染檢測(cè)比蠶豆敏感,又是大田作物,較易培養(yǎng),而且染色體少,處理較為簡(jiǎn)單,容易觀察本實(shí)驗(yàn)表明,低濃度火炬樹(shù)葉片浸提液對(duì)玉米根尖的有絲分裂有輕微的促進(jìn)作用,當(dāng)火炬樹(shù)葉片浸提液濃度≥5‰時(shí),對(duì)玉米根尖細(xì)胞的萌發(fā)、生長(zhǎng)、有絲分裂產(chǎn)生了明顯的毒害作用。推測(cè)其原因,一是由于浸提液中有大量的溶質(zhì),滲透勢(shì)低于玉米根尖細(xì)胞的水勢(shì),造成細(xì)胞吸水困難,影響到細(xì)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(zhì)進(jìn)入細(xì)胞中產(chǎn)生毒害作用,或直接作用于DNA分子,引起DNA斷裂損傷,產(chǎn)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(xiàn)橋的結(jié)構(gòu);浸提液中的溶質(zhì)分子還可干擾蛋白質(zhì)的合成,使DNA復(fù)制、RNA轉(zhuǎn)錄、染色體運(yùn)動(dòng)有關(guān)的蛋白質(zhì)和酶缺乏,影響到有絲分裂的各項(xiàng)進(jìn)程,由此形成染色體畸變;紡錘絲結(jié)構(gòu)的破壞會(huì)直接導(dǎo)致滯后染色體、多極分裂等現(xiàn)象?；鹁鏄?shù)葉片中含有單寧,其葉片內(nèi)含物作為生物農(nóng)藥,種子內(nèi)含物可作為抗氧