火炬樹葉片浸提液對玉米根尖細(xì)胞有絲分裂的影響

火炬樹葉片浸提液對玉米根尖細(xì)胞有絲分裂的影響

火炬樹是涂料科的一種鹽烤木，產(chǎn)于加拿大和美國。耐干旱貧瘠,喜溫耐寒,耐酸堿,適應(yīng)性極強,可在石礫山坡荒地上生長,是一種很好的護(hù)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(fēng)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(hù)區(qū)采集火炬樹樹葉。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實驗方法1.2.1浸提液的制備選取發(fā)育良好的火炬樹葉片,用水沖洗干凈,自然風(fēng)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(nèi)濾紙法發(fā)芽;待種子胚根伸長至1cm左右時轉(zhuǎn)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(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。計算有絲分裂指數(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)),每個處理至少觀察10個根尖約5000個細(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)計分析用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析和差異顯著性檢驗。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‰)火炬樹葉浸提液對萌發(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)隨著處理時間的延長也逐漸降低。根尖分生區(qū)是有絲分裂最旺盛的部位,通過有絲分裂增加細(xì)胞的數(shù)目,使根逐漸延長,是植物體得以正常生長發(fā)育的基礎(chǔ);而頂端分生組織區(qū)是植物體對不良環(huán)境因子反應(yīng)最敏感的區(qū)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(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(xì)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(guān),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(guān)于微核的成因,有的認(rèn)為其來源于無著絲點染色體斷裂產(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。實驗發(fā)現(xiàn),當(dāng)浸提液濃度達(dá)到5%時,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(chǎn)生,紡錘絲功能被破壞,不能牽引染色體向兩極移動,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)行有絲分裂過程中經(jīng)過濃縮、螺旋化,線狀染色質(zhì)變?yōu)榍逦梢姷娜旧w,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(zhì),子核重建,最后形成兩個子細(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。因為玉米用于環(huán)境的污染檢測比蠶豆敏感,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(jìn)作用,當(dāng)火炬樹葉片浸提液濃度≥5‰時,對玉米根尖細(xì)胞的萌發(fā)、生長、有絲分裂產(chǎn)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(zhì),滲透勢低于玉米根尖細(xì)胞的水勢,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、染色體運動有關(guān)的蛋白質(zhì)和酶缺乏,影響到有絲分裂的各項進(jìn)程,由此形成染色體畸變;紡錘絲結(jié)構(gòu)的破壞會直接導(dǎo)致滯后染色體、多極分裂等現(xiàn)象。火炬樹葉片中含有單寧,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