利用婚嫁技術檢測濁漳河水體有機污染物的遺傳毒性

利用婚嫁技術檢測濁漳河水體有機污染物的遺傳毒性

單環(huán)染色交換（sce）是世界上公認的用于環(huán)境毒性化學成分測定的技術。自從Kihlman和Kronborg研究蠶豆姊妹染色單體交換以來,許多學者報道了蠶豆SCE檢測環(huán)境誘變劑方法學的研究。目前,蠶豆根尖細胞SCE技術已成為一種新的短期生物學測試系統(tǒng)在水質監(jiān)測方面加以推廣和應用。地表水與人體健康直接相關,水體中的有機污染物在低劑量長期暴露的情況下可導致腫瘤甚至死亡。濁漳河是流經(jīng)山西省長治市境內(nèi)最大的河流,為全面反映水體污染狀況,本文應用這一技術對濁漳河具有代表性的3個樣點水樣的原水和有機提取物進行了遺傳毒性研究,為長治市水環(huán)境生物監(jiān)測及其對人體健康的影響提供參考。1材料和方法1.1材料表面1.2水樣有機提取物的制備在長治市濁漳河流域設置3個采樣點,分別為石子河暴馬樣點、濁漳南源北寨樣點、主干流石梁樣點,于2012年7月從每個樣點采集水樣各20L。靜置24h后,過濾去除懸浮顆粒。采用AmberliteXAD-2(美國Sigma)樹脂吸附柱富集,控制流速在30~40ml/min,氮氣排除水分,加入甲醇、丙酮、二氯甲烷各50ml洗脫,洗脫液用旋轉蒸發(fā)儀水浴濃縮,氮氣吹干,再用二甲基亞砜(DMSO)溶解,定容至20ml(即水樣有機提取物),4℃下避光保存,備用。每個水樣有機提取物設3個劑量:5、25和125ml/ml,即1ml暴露液相當于原水樣5、25和125ml,同時以DMSO為陰性對照;原水用蒸餾水作對照。1.3根充液處理常規(guī)浸種催芽,選擇大多數(shù)側根長至1~1.5cm的蠶豆幼苗,浸入盛有BrdU溶液的10ml小燒杯中(50μg/ml),25℃處理20h后,取出分別浸入原水及水樣有機提取物中避光染毒1h,流水沖洗后再轉入BrdU溶液中繼續(xù)培養(yǎng)生長20h。剪取側根(0.5~1cm),浸入盛有0.05%秋水仙素青霉素瓶中,25℃避光處理3.5~4h,加入新配制的卡諾氏液固定24h后轉入70%的乙醇中4℃保存。取上述固定根尖,切取根尖分生區(qū)約1mm,用2%纖維素酶和0.5%果膠酶混合液于25℃酶解5h,以3.5mol/LHCl、37℃水解處理120min,用Schiff試劑染色至根尖呈深紫紅色,常規(guī)壓片后顯微鏡檢驗。每個處理觀察5個根尖,每個根尖選擇20個分散良好、染色體完整及分染清晰的中期相,油鏡下觀察統(tǒng)計SCE。凡染色單體端部出現(xiàn)的交換計為一次SCE,在染色單體中間出現(xiàn)的交換計為2次SCE,發(fā)生在著絲點部位的,經(jīng)判明不是兩條染色單體發(fā)生扭轉,計為一次SCE。SCE頻率以每細胞SCE數(shù)的平均值計算x珋±s。1.4統(tǒng)計方法對根尖細胞的SCE顯微鏡檢驗結果進行方差分析后,t檢驗,檢測不同水樣處理組與對照組之間的差異檢驗水準α=0.05。2有機提取物對蠶根尖細胞sce的影響本實驗中發(fā)現(xiàn),3個樣點原水均能誘導蠶豆根尖細胞SCE(表1),與對照組相比,北寨樣點差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),石梁和暴馬樣點差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。3個樣點水樣有機提取物對蠶豆根尖細胞SCE的影響見表2和圖1。在一定的染毒劑量范圍內(nèi),隨著劑量的遞增,蠶豆根尖細胞SCE頻率顯著上升,而且呈現(xiàn)良好的劑量-效應關系(r=0.9838,P<0.05)。125ml/ml劑量組根尖變黑變硬,染色體標本中幾乎找不到中期相,無法統(tǒng)計SCE。因此,水體中有機污染物對蠶豆根尖細胞可造成一定的遺傳損傷。3討論3.1fmn的顯著性本實驗室研究了同等劑量下有機濃集物對蠶豆根尖細胞FMN的影響,結果表明,北寨樣點5ml/ml劑量組不能引起FMN顯著上升,而當劑量達到25ml/ml時才引起FMN顯著性升高(P<0.05)。本實驗中,北寨樣點5ml/ml劑量組即能誘導SCE極顯著性增加(P<0.01),不僅證明水體中有機污染物具有一定的遺傳毒性,而且驗證了SCE是極為敏感的誘變劑檢測指標。3.2體外sce檢測本實驗中,采用原水和水體有機提取物均可對根尖細胞造成損傷,而且后者的劑量-效應更為明顯,說明有機污染物是導致濁漳河水體遺傳毒性的主要因素。戴修道等通過體外試驗研究了不同區(qū)段的黃浦江水提取物與SCE的關系,為江水污染的針對性治理提供了科學依據(jù)。體外實驗通常以人外周血淋巴細胞為研究對象進行SCE檢測,因為淋巴細胞與組織癌細胞中的染色體損傷程序存在一定的相關性。本文結果顯示,植物根尖細胞SCE與人外周血淋巴細胞SCE在檢測誘變劑作用可能存在相似的效應,提示水體中有機污染物對人類可能具有潛在的遺傳毒性。水體有機提取物是一種復雜的混合物,難以對其組成進行準確的鑒別和定量化,甚至一些遺傳毒物以難以測量的痕量存在,并且,富集物的成分也會隨著時間和空間的改變而產(chǎn)生巨大的