初中生物教学论文 漂染废水对泥鳅红细胞核异常的诱导

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1、漂染废水对泥鳅红细胞核异常的诱导漂染废水对泥鳅红细胞核异常的诱导 【摘 要】 探究了漂染废水在不同体积分数和染毒时间对泥鳅红细胞核异常的影响.结果 表明,3 种不同体积分数的漂染废水均能诱发泥鳅红细胞核异常.从试验结论得出,泥鳅红细胞 的微核和核异常测定法可作为监测水环境中致突变化合物的一个较为实用的指标。 【关键词】 泥鳅 红细胞 微核 核异常 漂染废水 随着工农业生产的迅速发展,水体污染问题日趋严重,尤其近年来漂染工业的蓬勃发展,水环 境日益恶化， 已对水生动物及人类造成了极大的危害， 污染物对水生动物及人类的影响已引 起人们的极大关注。因此,对污染水体中具有诱变和致癌活性的化学性质的检测

2、显得十分重 要.目前,除用理化方法对水体进行监测外,还可用生物学方法,如遗传学毒理学方法来检测不 同环境中污染物对遗传物质的损害及毒理效应,从不同角度评价它们对人类和生物造成的潜 在危害,其中比较简便迅捷而且敏感准确的检验方法为微核测定法(Micronucleus test)，该方 法已被广泛应用于评价各种理化因子的致癌、致突变效应及环境监测等。 微核测定法是二十世纪七十年代初建立起来的细胞遗传学方法之一.由于微核与染色质的突 变具有较为密切的联系， 所以长期以来微核被许多科研工作者用来评价毒物、 放射性物质以 及细胞毒性物质对人、动物及体外细胞损伤的指标。Buckley 用水体中残留的氯成功

3、地诱发 银大马哈鱼(Oncorhychus kisutch)红细胞微核的形成,这是最早报道的水体污染物诱发水生 脊椎动物的微核试验.Hooftman等用化学诱变剂甲基磺酸乙酯诱发泥荫鱼(Umbrapygmaca)外 周红细胞微核的形成1.近年,国内学者用蝌蚪2-4、黄鳝5、泥鳅1、6-11等作实验动物, 检测具有诱变活性的污染物有污水、农药、除草剂等.但至今尚未见到漂染废水诱发鱼类微 核的报道.本探究使用工业上的漂染废水,探讨其不同体积分数和染毒时间对泥鳅红细胞微核 形成和核异常的影响,为保护水源,治理污染提供科学依据. 1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 试验鱼 试验鱼为泥鳅(Misg

4、urnus anguillicaudatus),购自仙游中心市场,体长811.5cm,体重2.54.5g, 实验前暂养在实验室经曝气的符合饮用水标准的自来水中,实验时挑选健康活泼和体表无损 的个体进行染毒处理.整个实验期间的水温范围为 1325。 1.1.2 试剂 诱变剂:漂染废水,采自仙游某漂染厂。 实验用水:曝气后的仙游大济中学校区生活饮用水,符合国家饮用水标准。 1.2 方法 1.2.1 染毒 实验在 5 个 5L 饲养缸内进行,在预试试验(以泥鳅在饲养阶段不出现行为、外形等的明显异 常为标准)的基础上,将废水配制成体积分数为 10、20、40三个试验组,另设一不加废 水的对照组.对照组

5、和每一试验组均投放 15 尾泥鳅。 1.2.2 血涂片制备 对照组和不同体积分数的试验组分别于染毒后的 6、12、24、48取 3 尾泥鳅,断尾取血,制 备血涂片.涂片晾干后,甲醇固定 1min,用磷酸缓冲液(pH 值为 6.4)稀释的 Giemsa 液(9:1)染色 1525min,蒸馏水冲洗，晾干。 1.2.3 血涂片观察 血涂片置于油镜下观察,每试验组随机观察 3 张涂片， 每张血涂片随机观察 1000 个以上红细1胞,观察指标为微核和核质外凸、核内空泡、无丝分裂、核碎裂等各种类型的核异常,并统计 其微核及核异常细胞率,结果均以千分率()表示。 微核细胞率=带有微核的细胞数/观察的细胞总

6、数1000 核异常细胞数=核异常（微核除外）细胞数/观察的细胞总数1000 总核异常细胞率=微核细胞率+核异常细胞率 2 结果与讨论 2.1 急性毒性试验 泥鳅刚染毒时,在烧杯中急剧游动,四处乱窜,片刻后便趋于平静,伏于水底,胸鳍张开,鳃盖 启动.以后时常有泥鳅游到水面,头伸出水外,意欲跳出,此现象在高浓度较为明显.泥鳅中毒后, 严重者昏迷沉底死亡. 2.2 漂染废水诱发泥鳅红细胞微核和总核异常细胞率的观察结果 泥鳅正常红细胞多呈椭圆形,少数呈圆形,泥鳅红细胞因漂染废水诱发产生的微核位于胞 质中，为完全与主核分开的圆形或椭圆形微核，边缘清晰光滑，大小在主核的 1/3 以下，微 核的染色深度与主

7、核一致或略浅于主核。 泥鳅红细胞除形成微核以外， 还出现各种核异常的 情况，包括核质外凸、无丝分裂、核内空泡等。经不同体积分数漂染废水染毒后的泥鳅红细 胞的微核细胞率和总核异常率在不同时间下测定的结果见表 1. 表 1 漂染废水诱发泥鳅红细胞的微核率/总核异常细胞率（） Table1 The micronucleus frequencies / the total frequencies of nuclear anomaties in loach erythrocytes induced by bleached waste （） 对照组 10 20 40 2.85/3.89 2.90/3.29

8、 2.97/3.97 2.96/4.15 4.84/6.03 5.21/6.33 5.38/7.00 6.69/9.67 5.03/8.07 5.56/8.67 8.32/12.06 10.56/16.07 8.08/10.67 8.85/11.28 13.24/15.33 13.11/15.02 由表 1 可知， 经漂染废水处理后， 泥鳅红细胞的微核细胞率和总核异常率均比对照组有明显 升高。试验组微核细胞率最大值高达 13.24为对照组的 4.65 倍；最小值也有 4.84，为对 照组的 1.67 倍；对照组的微核率平均为 2.89，高于楼允东等7的实验结果 1.03，这可 能是由于本地泥鳅

9、受污染较严重的缘故.泥鳅红细胞总核异常细胞率本底为 3.82，经漂染 废水处理后，泥鳅红细胞总核异常率最大值高达 15.33 ，为对照组的 4.66 倍，最小值为 6.03，为对照组的 1.57 倍； 方差分析12、13表明(表 2),经漂染废水处理后的泥鳅红细胞微核和总核异常细胞率差异极 显著(0.01),可见漂染废水对泥鳅红细胞微核及核异常具有极大的诱变效应. 表 2 漂染废水诱导泥鳅红细胞总核异常的方差分析 Table2 Variance analysis of the rate of total of nuclear anomalies in loach erythrocytes in

10、duced by bleached waste 变 异 来 源 平方 和 自由 度 均方 F F0.05F0.01体 积 分 数 204.91 3 68.3027.23* 3.86 6.99染 毒 时 间 44.59 3 14.865.92* 3.86 6.99误 差 22.58 9 2.51 2总 变 异 272.07 15 分析表明12、13(表 3),体积分数为 40试验组总核异常率与对照组之间差异极显著(P 0.01),体积分数为 20试验组总核异常率与对照组之间差异极显著(P0.01),体积分数为 10 试验组总核异常率与对照组之间差异显著(P0.05);另外,对泥鳅红细胞总核异常细

11、胞率的 影响, 体积分数为 40试验组总核异常率与体积分数为 10试验组之间差异极显著(P 0.01),体积分数为 20试验组总核异常率与体积分数为 10试验组之间差异极显著(P 0.01),体积分数为 40试验组总核异常率与体积分数为 20试验组之间差异不显著;出现此 情况的原因可能是诱变剂量过高会抑制或终止细胞的正常分裂活动.这与汤新慧3的试验结 果类似.另外,泥鳅的个体差异可能也是影响以上观测结果的一个因素. 表 3 不同体积分数的漂染废水诱导泥鳅红细胞核异常的多重比较 Table3 The multiple comparison for the effects of NA in loa

12、ch erythrocytes induced by the bleached waste at different concentrations 0 10 20 40 9.26* 5.82* 1.86 20 7.39* 3.96* 10 3.44* 分析表明12、13 (表 4),经漂染废水处理 48h 后的试验组与经漂染废水处理 6h 的试验组之 间差异极显著(P0.01), 经漂染废水处理 48h 后的试验组与经漂染废水处理 12h 的试验组之 间差异显著(P0.05).但是,经漂染废水处理 48h 后的试验组与经漂染废水处理 24h 的试验组 之间差异不显著,这可能是由于随着时间的延长

13、,细胞的正常分裂活动可能受到抑制或终止, 这与谢志浩等1的报道一致.另外,经漂染废水处理 24h 后的试验组与经漂染废水处理 6h 的 试验组之间差异不显著,经漂染废水处理 24h 后的试验组与经漂染废水处理 12h 的试验组之 间差异不显著,经漂染废水处理12h后的试验组与经漂染废水处理 6h 的试验组之间差异不显 著,这可能是由于染毒的时间间隔不够长所致. 表 4 不同时间(h)漂染废水诱导泥鳅红细胞核异常的多重比较 Table 4 The multiple comparison for the effects of NA in loach erythrocytes induced by

14、the bleach waste at different times(h) 6 12 24 48 4.06* 3.83* 1.64 24 2.43 2.19 12 0.23 2.3 漂染废水诱发泥鳅红细胞微核 在本试验中,漂染废水对泥鳅的毒性影响非常显著.即使在安全浓度14下,微核细胞率和总核 异常细胞率都有显著提高.在不同体积分数的漂染废水作用下,微核细胞率的变化具明显的时 间和剂量效应,这一结果与楼允东等7的报道相一致.但与符英丽等2的试验结果不同. 另外,泥鳅刚染毒6 h时,微核细胞率随体积分数的升高而升高.而随时间的推移,从染毒后48 h 开始,微核细胞率在较小体积分数时与体积分数呈

15、正相关;但在体积分数为 40时,却随浓度 的升高而下降.这说明微核细胞率与浓度的相关性有一定的范围,超过此范围,因剂量过高会 抑制或终止细胞的正常分裂活动导致微核细胞率下降.这与谢志浩等1报道一致.因处理时 间不够长,无法看出,在各个体积分数哪一个时间段为微核出现的高峰时期,在哪个体积分数 的试验组能达到最大的诱导效应.因此,应延长染毒时间,方能得出比较全面的结果. 2.4 漂染废水诱发泥鳅红细胞核异常 试验过程中,发现漂染废水除对泥鳅红细胞微核细胞率有一定影响外,还同时出现其他的核异34常现象,如核质外凸、无丝分裂、核内空泡、核破碎等. 试验表明,经漂染废水处理后,泥鳅红细胞的总核异常率均有显著提高.总核异常率在各个时 间阶段,基本上随体积分数的升高而提高,剂量过高,虽然抑制了细胞分裂使微核率下降,但其 对细胞的损伤并没有减轻.如当试验组在体积分数较大的时候,出现了双微核和三微核的红细 胞. 2.5 微核形成的机理的探讨 微核是真核类生物细胞中的一种异常结构,呈圆形或椭圆形,游离于主核之外,大小应在主核 1/3 以下,其嗜染性与细胞核相似.有关微核的形成的原因,不同的学者2、6、9、10、15虽有 不同的表述,但是基本上意见是一致的,即微核主要是由于染色体断裂产生的无着丝粒片段或 分裂后期没有迁移到纺锤体极位上去的正条染