NaCl培養(yǎng)液對植物根尖有絲分裂的影響

王 燕，孫曉東，龔 堅，王 珺，余明華

(鄖陽醫(yī)學院基礎醫(yī)學研究所，湖北 十堰 442000)

NaCl培養(yǎng)液對植物根尖有絲分裂的影響

王 燕，孫曉東，龔 堅，王 珺，余明華

(鄖陽醫(yī)學院基礎醫(yī)學研究所，湖北 十堰 442000)

以洋蔥根尖、大蒜根尖、蠶豆根尖為材料，分別用50、150、250 mmol/L的NaCl培養(yǎng)液對分生區(qū)細胞進行72 h培養(yǎng)，分析NaCl培養(yǎng)液對植物根尖細胞有絲分裂指數及微核的影響。結果表明，不同濃度的NaCl培養(yǎng)液對植物根尖作用72 h后，植物根尖細胞中期分裂指數和中期染染色體形態(tài)均有不同程度的影響，有絲分裂指數隨著NaCl處理劑量的增加而下降，微核率隨著NaCl處理劑量的增加而升高，且一定濃度的NaCl影響植物細胞有絲分裂的速度，當濃度較低時促進分裂，濃度較高時則抑制分裂。

植物根尖；NaCl培養(yǎng)液；有絲分裂；分裂指數；微核

有絲分裂是植物細胞進行增殖的主要方式，在植物細胞有絲分裂過程中，染色體的形態(tài)和結構表現出一系列規(guī)律性的變化，尤其是細胞分裂中期染色體的收縮程度良好，適于進行染色體形態(tài)數目的觀察及識別。細胞有絲分裂指數受培養(yǎng)液、預處理液及溫度等多種因素的影響。NaCl對植物細胞的毒害效應是抑制植物細胞分裂[1，2]。本試驗采用不同濃度的NaCl培養(yǎng)液對洋蔥根尖、大蒜根尖、蠶豆根尖進行培養(yǎng)，分析NaCl培養(yǎng)液對植物根尖細胞有絲分裂M期分裂活動的影響，探討NaCl培養(yǎng)液對植物根尖有絲分裂指數影響及細胞微核率的影響。

1 材料與方法

1.1 材料及預處理

挑選無破損且形態(tài)均勻當年的洋蔥、大蒜，削去老根，先置于盛有蒸餾水的燒杯上培養(yǎng)，室溫(22 ℃)進行萌芽；蠶豆先用0.1% HgCl2消毒，蒸餾水沖洗干凈，置于中空的網上，將芽點處向下置于盛有蒸餾水的燒杯上，隔日換水，2～3 d根尖長出，將其移入盛有不同濃度的NaCl培養(yǎng)液燒杯中繼續(xù)培養(yǎng)72 h，處理液濃度為50、150、250 mmol/L，對照組用蒸餾水處理。72 h后在植物細胞分裂的高峰期，即上午8:00～10:00，剪取0.5～1.0 cm長度的根尖，立即放入卡諾氏固定液(純酒精∶氯仿∶冰醋酸=6∶3∶1)中固定2～3 h，然后依次在濃度梯度95%、85%、80%的酒精中分別浸泡5 min后，轉入70%的酒精中保存?zhèn)溆肹1,3,4]。

1.2 制片方法

將根尖放入盛有1 mol/L HCl的燒杯中，60 ℃恒溫水浴箱解離5 min，水洗后用改良堿性品紅染色10～15 min，常規(guī)壓片，供鏡檢。

1.3 鏡檢統(tǒng)計方法

(1)有絲分裂指數的統(tǒng)計方法 每劑量組觀察6個根尖，每個根尖統(tǒng)計500個以上細胞，每組統(tǒng)計3 000個以上細胞；分裂細胞包括前、中、后、末期的所有細胞，并計算有絲分裂指數(有絲分裂指數=分裂細胞數/觀察細胞數×100%)。

(2)植物細胞微核率的統(tǒng)計方法 每劑量組觀察6個根尖，每個根尖統(tǒng)計500個以上細胞，每組統(tǒng)計3 000個以上細胞。以1 000個細胞中出現的微核數表示微核率。

2 結果與分析

2.1 不同濃度的NaCl培養(yǎng)液對根尖細胞有絲分裂指數的影響

通過光學顯微鏡觀察發(fā)現，不同劑量的NaCl均對植物根尖細胞有絲分裂產生抑制作用。隨著NaCl濃度的增加，植物細胞有絲分裂指數明顯降低。其中250 mmol/L的NaCl對植物根尖有絲分裂抑制作用最大，而150 mmol/L的NaCl對植物根尖有絲分裂抑制作用次之，50 mmol/L的NaCl對植物根尖有絲分裂抑制作用最小(表1)。

2.2 不同濃度的NaCl培養(yǎng)液對植物細胞微核率的的影響

經過不同濃度的NaCl處理，萌發(fā)后的根尖間期細胞出現微核和多核現象，微核形成的原因可能是由于NaCl的濃度加大，前一分裂期產生的染色體斷片或落后染色體沒有紡錘絲的牽拉，不能與正常染色體一起繼續(xù)分裂，在進入間期時被排除在核外形成，其大小和數目不一，少則1個，多則2個或3個(表2)。

表2 NaCl對植物根尖細胞微核率的影響(n=6)Table 2 Effect of Additional NaCl on micronucleus in plant root tip cells(n=6)

3 討論

通過觀察發(fā)現，不同濃度的NaCl培養(yǎng)液均能使植物根尖分生細胞有絲分裂指數下降，而隨著NaCl培養(yǎng)液濃度增加，處于分裂期的細胞逐漸減少，有絲分裂指數抑制率呈上升指數。說明NaCl培養(yǎng)液能對植物根尖細胞有絲分裂產生抑制作用，高濃度NaCl還會干擾紡錘絲微管的形成，如上次有絲分裂過程中染色體受損或染色體活動異常形成的微核，使染色體沒有紡錘絲的牽拉，不能向兩極移動，出現中后期染色體分布不均等；染色體損傷或紡錘絲的破壞造成后期兩組子染色體不能正常分開，部分子染色體間發(fā)生融合而出現染色體斷片、單橋、雙橋和多橋及染色體丟失現象。細胞分裂受到多方面因素調控，從染色質狀態(tài)到凝集形成染色體，中期的染色體準確排列到赤道板上，再由紡錘絲的牽拉移向兩極，形成兩個子細胞[5，6]。這是一個復雜的調控機制。本試驗主要表明了NaCl對植物細胞的遺傳毒性，由于NaCl長時間、過量地積存在植物細胞中，抑制了與細胞有絲分裂有關的蛋白質的合成，從而阻礙了細胞周期的運行，導致其有絲分裂下降及微核的產生。

[1]任 艷，王 輝，石延茂,等.不同預處理對花生根尖細胞有絲分裂分裂制片的影響[J].花生學報，2008，37(2)：28～31.

[2]黃秋嬋，韋友歡，韋方立.改進觀察植物細胞有絲分裂方法的探討[J].科學教育，2008，14(4)：58～60.

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[5]高 揚，辛樹權，何錦冰，等.銅對大蒜根尖細胞有絲分裂影響的研究[J].北方園藝，2008，(6)：12～14.

[6]屈 艾，汪承潤，薄 軍.稀土元素鈥對蠶豆品種在微核試驗中的敏感性比較[J].遺傳，2004，26(2)：195～201.

2009-04-23

王 燕(1972-)，女，湖北十堰人，實驗師，主要從事組織化學與形態(tài)學的研究.

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2009.03.014

Q943

A

1673-1409(2009)03-S045-02