中国环境科学
CHINA ENVIRONMENTAL SCIENCE
1998年 第18卷 第3期 No.3 Vol.18 1998
科技期刊

平阳霉素诱发紫竹梅、紫露草四分体
和蚕豆根尖细胞微核效应及其相关性
林建城　（福建省莆田高等专科学校生化系，莆田 351100）
曾定木　 （福建师范大学生物工程学院，福州 350007）
文　摘　报道了平阳霉素诱发紫竹梅四分体的微核效应以及与紫露草四分体和蚕豆根尖细胞微核效应间的相互关系。结果表明，平阳霉素浓度与微核率间呈线性剂量效应关系，与紫竹梅、紫露草四分体微核率相关非常显著（P<0.01）；与蚕豆根尖细胞微核率间相关显著（P<0.05）。同时，紫竹梅四分体微核率和紫露草四分体、蚕豆根尖细胞微核率间相关非常显著 (P<0.01)，从而为紫竹梅四分体微核率测试系统的建立提供了理论依据。
关键词　平阳霉素　紫竹梅　微核率
Pinyangmycin induced micronucleus effects of Setereasea purpurea Boom tetrad,Tradescantia Paludosa tetrad and Vicia faba root-tip cells and their relationship.Lin Jiancheng( Department of Biochemistry,Putian Junior College,Putian 351100);Zeng Dingmu(Biological Engineering College,Fujian Normal University,Fuzhou 350007).China Environmental Science.1998,18(3):264～267
Abstract―This article presents the Pinyangmycin induced micronucleus effect of Setereasea purpurea Boom tetrad and its relationship with the micronucleus effect of Tradescantia Paludosa and Vicia faba root-tip cells. The results show that Pinyangmycin concentration has linear dose effect relationship with micronucleus frequencies and extremely significant relationship with micronucleus frequencies of Setereasea purpurea Boom and Tradescantia Paludosa tetrads (P<0.01),as well as of Vicia faba root-tip cells (P<0.05). At the meantime，there exists extremely significant relationship of micronucleus frequencies between Setereasea purpurea Boom tetrad and other two plant cells(P<0.01)，thus providing some theoretical basis for the establishment of micronucleus frequencies testing system of Setereasea purpurea Boom tetrad.
Key words: Pinyangmycin　Setereasea purpurea Boom　frequency of micronucleus
　　平阳霉素(Pinyangmycin，PYM)是强烈的致突变物，对紫露草四分体和蚕豆根尖细胞微核效应呈线性剂量效应关系，同时两种微核率相关非常显著〔1〕 。对紫露草微核技术〔2〕和蚕豆根尖细胞微核检测技术〔3〕均已被国家环保局列为规范监测项目，并广泛地应用于监测物化因素，药物和环境污染物上〔4～7〕。为了进一步探讨更多的生物监测技术，选用了与紫露草同科（鸭跖草科）不同属的另一高等植物―紫竹梅，其花粉母细胞减数分裂早前期Ⅰ染色体对周围的物化因素敏感，四分体微核的出现作为遗传物质DNA损伤的依据，四分体微核率大小可以作为DNA损伤程度的指标。就紫竹梅微核率测试系统的可行性研究，目前仅国内报道过直接用紫竹梅微核技术对环境中的污染物进行监测〔8，9〕，其它未见报道。本文着重对紫竹梅药物敏感性和剂量效应进行试验，且首次从剂量和微核个体频数分配来反映紫竹梅四分体对外源性致突变物的敏感度，并对平阳霉素诱发下紫竹梅四分体和另外两种植物细胞微核效应相关性进行分析 ，旨在为紫竹梅四分孢子期微核率测试系统的形成提供理论依据。
1　材料和方法
　　平阳霉素（Pinyangmycin A5），注射剂，天津市河北制药厂，批号940602。
　　紫露草（Tradescantia Paludosa clone 03），福建师范大学生物工程学院赠（原从山东海洋学院移栽），其四分体微核检测技术按文献〔2〕所述。
　　蚕豆（Vicia faba），华中师大生物系提供的标准松滋青皮豆，其根尖细胞微核检测技术按文献〔3〕。
　　紫竹梅（Setereasea purpurea Boom），本校生物园栽培，先选取两片顶叶的早期花枝，长约8～10cm，室温下经不同浓度的平阳霉素处理6h后，用蒸馏水洗净，换新鲜蒸馏水恢复培养24h，摘下花序，卡诺液固定24h后，转入70％酒精中，镜检时选取适龄花蕾，大小约0.4cm，剥出呈乳白色的幼嫩花药，用改良石炭酸品红压片法制片。四分体微核检测技术与紫露草的相同。
2　结果和讨论
2.1　平阳霉素诱发3种植物细胞的微核效应
　　不同浓度的平阳霉素诱发紫竹梅、紫露草四分体和蚕豆根尖细胞微核率列于表1～3。3种微核率在浓度为60μg/mL时均有峰值，分别为15.45％、18.45％和105.25‰ 。平阳霉素被检出的最低浓度为1μg/mL，将蚕豆根尖细胞微核率的千分率换成百分率比较，则紫竹梅四分体和紫露草四分体微核率分别为5.90％和6.25％，均高于蚕豆根尖细胞微核率(2.13％)。从峰值和最低检出浓度下3种植物细胞微核率大小可看出，花粉母细胞减数分裂早前期比蚕豆根尖细胞有丝分裂过程染色体对致突变物较敏感，易受损伤，在生殖细胞增殖期间四分体同步化程度高，紫露草四分体又比紫竹梅更灵敏些。
表1　平阳霉素浓度与紫竹梅四分体微核效应
Table 1　The concentration of Pinyangmycin and the micronucleus effect
of Setereasea purpurea Boom tetrad

项目平阳霉素浓度(μg/mL)
01510 204060100
四分体总数 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000
微核总数　 33 118 141 161 203 262 309 157
微核率*(％) 1.65±0.30 5.90±1.58 7.05 ±1.258.05±1.00 10.15 ±1.36 13.10±2.40 15.45±2.65 7.85 ±1.27

　注：*±S 
表2　平阳霉素浓度与紫露草四分体微核效应
Table 2　The concentration of Pinyangmycin and the micronucleus effect
of Tradescantia Paludosa tetrad

项目平阳霉素浓度(μg/mL)
0 1 5 102040 60100
四分体总数 20002000 2000 2000 2000 2000 20002000
微核总数　 47 125 151 181208 285 369 215
微核率*(％) 2.35±0.75 6.25±1.64 7.55 ±1.15 9.05 ±2.17 10.40±1.95 14.25±1.64 18.45±3.40 10.75±2.65

　注：*±S 
　　同时，平阳霉素在0～60μg/mL剂量范围内，平阳霉素浓度与微核率呈正相关，它与紫竹梅四分体微核率呈线性剂量效应关系，回归方程是：y１＝5.0867＋0.1893x１，r１＝0.9302；与紫露草四分体微核率呈线性剂量效应关系：y２ ＝5.3939＋0.2246x２，r２ ＝0.9602；与蚕豆根尖细胞微核率也呈线性剂量效应关系：y３ ＝34.3423＋1.3997x３，r３ ＝0.8702。t检验表明，平阳霉素浓度和紫竹梅、紫露草四分体微核率相关非常显著(P<0.01)，而与蚕豆根尖细胞微核率相关为显著(P< 0.05)，表明了外源性损伤染色体因素对性细胞和体细胞的作用有一定毒理学的差异。
表3　平阳霉素浓度与蚕豆根尖细胞微核效应
Table 3　The Concentration of Pinyangmycin and the micronucleus effect
of Vicia faba root-tip cells

项目 平阳霉素浓度(μg/mL) 
01 5 10204060100
细胞总数　 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000 4000
微核总数　 38 85 209 251 346 373 421 262
微核率*(‰) 9.50 ±2.52 21.25±6.22 52.25±5.59 62.75±7.87 86.50±10.5 93.25±15.15 　105.25±9.71 　65.5±7.85

　注：*±S 
2.2　紫竹梅四分体微核率与另两种植物细胞微核率的相关性
　　紫竹梅和紫露草四分体微核率的直线回归方程是：y４ ＝0.3480＋0.8626x４,相关系数r４＝0.9915(P<0.01),t检验表明两种微核率相关非常显著。紫竹梅四分体和蚕豆根尖细胞微核率的直线回归方程是：y５ ＝1.3027＋0.1213x５,相关系数r５ ＝0.9573(P<0.01)，相关极显著。说明植物生殖细胞间，生殖细胞和营养细胞间微核率的相互关系在统计学上具有显著性意义，揭示了不仅生理功能相同的细胞存在数上的联系，两类不同生理功能的细胞间同样存在数上的关系，两者均为不受品种不同的影响，这将有助于通过量来透视质的内在联系。当3种微核技术在平行检测时，彼此间在生物学上能够互补，从而提高检测结果的准确性。
2.3　3种植物细胞微核效应中的微核个数分布
表4　平阳霉素诱发紫竹梅四分体微核的个数分布* 
Table 4　The single micronucleus distribution of Setereasea 
purpurea Boom induced by Pinyangmycin

微核个数浓度(μg/mL)
01 5 10204060100
Ⅰ 33 97 106 121 143 169 194 119
Ⅱ　913 16 20 25 23 13
Ⅲ 　1 3 　4 7 11 4
Ⅳ 　　　2 2 4 5
Ⅴ 　　　　　　2
Ⅵ 　　　　　1 1

　注：* 每浓度组中2000个四分体的微核个数分布
　　紫竹梅、紫露草四分体和蚕豆根尖细胞随平阳霉素浓度的个体频数分布见表4～6，反映了 不同浓度下药物损伤染色体的强度不同，微核个数在细胞个体中已不止一个发生，在峰值浓度处有1～6个微核，分配最宽，表明了随药物浓度的增加，对DNA链损伤形成无着丝粒断片增多，在细胞分裂末期被子细胞排斥形成微核的个数亦随之增多，同样可见紫竹梅四分体对平阳霉素的敏感度。
表5　平阳霉素诱发紫露草四分体微核的个数分布* 
Table 5　The single micronucleus distribution of
Tradescantia Paludosa induced by Pinyangmycin

微核个数浓度(μg/mL)
01 510204060100
Ⅰ 47 94100 112 131 182 240 178
Ⅱ 　14 19 23 24 29 27 12 
Ⅲ 　1 3 5 8 5 14 3 
Ⅳ 　　1 2 　5 　1
Ⅴ 　　　　12 3
Ⅵ 　　　　　　3

　注：* 每浓度组中2000个四分体的微核个数分布
表6　平阳霉素诱发蚕豆根尖细胞微核的个数分布* 
Table 6　The single micronucleus distribution of
Vicia faba root-tip cell induced by Pinyangmycin

微核个数 浓度(μg/mL)
0 1 5 10 204060 100
Ⅰ 38 70 172 179 253 264 290 206
Ⅱ 　614 27 31 27 3024
Ⅲ 　1 3 6 9 15 12
Ⅳ 　　　　1 　5 2
Ⅴ 　　　　　2 3

　注：* 每浓度组中4000个细胞的微核个数分布
　　 综上所述，紫竹梅四分体微核效应，从平阳霉素浓度和四分体微核率的线性剂量效应关系，至峰值浓度下体现的微核个数分布情况，均与紫露草四分体和蚕豆根尖细胞微核率具显著性相关，这就为紫竹梅四分孢子期微核率检测系统的建立提供了实验数据。至于紫竹梅四分体微核技术的检测物谱，以及与其它检测技术指标的相关性还有待于进一步研究。
　　比较紫竹梅和紫露草这两种检测系统，具有相似的微核技术检测方法，在具体实践中，紫竹梅具繁殖迅速，花期不受温差、光照长短的影响，取材更方便，但在镜检时，由于紫竹梅花序同步化程度差些，制片相对较难。而作为一种原位监测系统，3种生物检测技术若能平行使用，彼此互补，提供可靠的实验数据，在理论和实践中都具有一定意义。
3　结论
　　紫竹梅花粉母细胞减数分裂早前期对平阳霉素这一致突变物较敏感，浓度和四分体微核率呈线性剂量效应关系，从四分体微核率大小可以反映出外源性诱变因子的诱变强度，紫竹梅四分体微核率测试系统可作为一种原位监测系统，同时由于紫竹梅四分体微核率和紫露草四分体、蚕豆根尖细胞微核率相关非常显著，这样可与这两种高等植物致突变性检测系统平行应用于药物、物化因素和环境污染的监测中，在生物学上具有互补意义，提高各自检测结果的可靠性。
参考文献
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6　张丽生，黄少珍，张少图等.肝癌高发区饮用塘水的诱变性和遗传毒性研究．癌变*畸变*突变，1995，7(5)：306～310
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8　曾定木.紫竹梅微核技术对福州两个工厂污水的监测试验．福建师范大学学报，1985，(1)：67～70
9　曾定木，皮　闽．植物根尖微核与四分体微核技术对诱变剂和工厂废水的监测试验．福建师范大学学报，1988，(1)：73～77
作者简介
林建城　男，1966年4月生。福建省莆田高等专科学校生化系讲师。主要从事遗传学教学工作。近年来主要探讨紫竹梅四分体微核率测试系统形成的理论实验依据。发表论文5篇。
收稿日期：1997-07-31
