火炬树叶片浸提液对玉米根尖细胞有丝分裂的影响

火炬树叶片浸提液对玉米根尖细胞有丝分裂的影响

火炬树是涂料科的一种盐烤木，产于加拿大和美国。耐干旱贫瘠,喜温耐寒,耐酸碱,适应性极强,可在石砾山坡荒地上生长,是一种很好的护坡、固堤及封滩固沙的树种,并具有很好的观赏价值,早为各国引种栽培,主要用于荒山绿化兼作盐碱荒地风景林树种1材料和方法1.1实验材料2009年10月从衡水湖湿地自然保护区采集火炬树树叶。供试品种为农大108,由河北省衡水市农业局种子站提供。1.2实验方法1.2.1浸提液的制备选取发育良好的火炬树叶片,用水冲洗干净,自然风干后剪成长3cm的小段备用。按照材料∶蒸馏水=15g∶100mL的比例于室温下浸泡24h,过滤后得到浓度为15%的浸提液。将原液配制成0.5‰、1‰、2‰、5‰、1%、3%、5%、7%、10%的浸提液。1.2.2火炬树叶片红染色将子粒饱满的玉米种子冲洗干净,0.1%氯化汞溶液中浸泡消毒15min,蒸馏水冲洗2~3次,25℃恒温箱内滤纸法发芽;待种子胚根伸长至1cm左右时转移至不同浓度(0.5‰、1‰、2‰、5‰、1%、3%、5%、7%、10%)火炬树叶浸提液中处理,对照用蒸馏水处理。处理时间为6、12、24、36h,恢复培养12h,剪取根尖,卡诺氏固定液固定24h,蒸馏水冲洗干净后保存在75%乙醇中。观察前用解离液(95%乙醇∶浓盐酸=1∶1)解离15min,改良品红染色30min,常规压片,显微镜下观察、统计。计算有丝分裂指数、微核千分率、染色体畸变率(发生染色体畸变细胞占分裂期细胞的百分数),每个处理至少观察10个根尖约5000个细胞。用尼康显微摄像系统进行拍照。1.2.3数据的统计分析用SPSS软件对数据进行统计分析和差异显著性检验。2结果与分析2.1玉米根尖细胞有丝分裂指数的变化从表1可以看出,低浓度(0.5‰、1‰)火炬树叶浸提液对萌发期玉米根尖细胞有丝分裂有轻微的促进作用,但随着浓度的升高,玉米根尖细胞有丝分裂逐渐受到抑制,有丝分裂指数逐渐降低,且差异显著。除对照和≤2‰的浸提液外,在同一处理浓度下有丝分裂指数随着处理时间的延长也逐渐降低。根尖分生区是有丝分裂最旺盛的部位,通过有丝分裂增加细胞的数目,使根逐渐延长,是植物体得以正常生长发育的基础;而顶端分生组织区是植物体对不良环境因子反应最敏感的区域2.2火炬树浸提液浓度对玉米微核千分率的影响微核率是广泛采用的遗传损伤指标之一,微核率的高低反映了致突变效应能力的大小。从表2可以看出,当浸提液浓度≤1‰时对微核的影响和对照相比无差异。浓度逐渐升高后,玉米根尖细胞微核千分率和火炬树叶浸提液处理浓度和处理时间呈明显正相关,即浸提液浓度越高,微核千分率越高;处理时间越长,微核千分率也越高。关于微核的成因,有的认为其来源于无着丝点染色体断裂产生的断片或滞后染色体,有的认为可直接由间期核形成,还有的认为可能是由于细胞核向外突出并延伸而成。实验发现,当浸提液浓度达到5%时,玉米根尖细胞除表现出高微核率外,还出现了多核现象。即细胞内没有大核,而以多个大小相差不多的小核取代。多核的形成可能是由于染色体断片大量产生,纺锤丝功能被破坏,不能牵引染色体向两极移动,出现后期染色体不均等的多极分布,最终在细胞中出现多核2.3中期染色体-pcr染色正常细胞在进行有丝分裂过程中经过浓缩、螺旋化,线状染色质变为清晰可见的染色体,剧烈运动的染色体被纺锤体微管捕获着丝粒,牵拉染色体整齐排列在赤道板上,这些中期染色体通过纺锤丝的牵引作用,均等地向两极移动,染色体重新去浓缩、解螺旋形成染色质,子核重建,最后形成两个子细胞3玉米根尖细胞毒性作用机理有研究认为,玉米是遗传毒理分析的好材料,更适用于环境污染度的检测。因为玉米用于环境的污染检测比蚕豆敏感,又是大田作物,较易培养,而且染色体少,处理较为简单,容易观察本实验表明,低浓度火炬树叶片浸提液对玉米根尖的有丝分裂有轻微的促进作用,当火炬树叶片浸提液浓度≥5‰时,对玉米根尖细胞的萌发、生长、有丝分裂产生了明显的毒害作用。推测其原因,一是由于浸提液中有大量的溶质,渗透势低于玉米根尖细胞的水势,造成细胞吸水困难,影响到细胞的有丝分裂,高浓度的浸提液作用尤其明显;二是浸提液中的各种物质进入细胞中产生毒害作用,或直接作用于DNA分子,引起DNA断裂损伤,产生断片和微核。断裂的染色体末端粘连,在分裂后期和末期出现桥的结构;浸提液中的溶质分子还可干扰蛋白质的合成,使DNA复制、RNA转录、染色体运动有关的蛋白质和酶缺乏,影响到有丝分裂的各项进程,由此形成染色体畸变;纺锤丝结构的破坏会直接导致滞后染色体、多极分裂等现象。火炬树叶片中含有单宁,其叶片内含物作为生物农药,种子内含物可作为抗氧