蚕豆根尖细胞微核技术在环境污染监测中应用.ppt

蚕豆根尖细胞微核技术在环境 污染监测中的应用 主要内容n1.背景及相关概念n2.植物细胞微核技术的发展n3.蚕豆细胞微核技术原理n4.蚕豆细胞微核技术方法n5.关于数据n6.小结2011.08.165000、77、1500001.1.研究背景及相关概念研究背景及相关概念 随着人类活动对环境的影响的加剧，随着人类活动对环境的影响的加剧，环境中的有害物质越来越多，为了检测及环境中的有害物质越来越多，为了检测及监测这些有害物质，人们发展出了很多种监测这些有害物质，人们发展出了很多种方法，而方法，而植物微核技术植物微核技术就是其中的一种。就是其中的一种。植物细胞微核技术植物细胞微核技术 植物植物细胞微核细胞微核技术是根据遗传学上染色体畸变技术是根据遗传学上染色体畸变而建立的一种环境污染的生物监测方法。而建立的一种环境污染的生物监测方法。细胞微核细胞微核(micronucleus,MN)细胞在进行有丝分裂或减数分裂的早前期，细胞在进行有丝分裂或减数分裂的早前期，染色体受到有害因子的攻击而发生断裂，产生染染色体受到有害因子的攻击而发生断裂，产生染色体片段，游离于细胞之中，形成小核，即微核。色体片段，游离于细胞之中，形成小核，即微核。细胞微核的特征：体积小于细胞微核的特征：体积小于1/3真核体积、常成真核体积、常成圆形或椭圆形、游离于细胞质圆形或椭圆形、游离于细胞质2.植物细胞微核技术的发展植物细胞微核技术的发展n 上世纪七十年代上世纪七十年代Matter和和Schmid在研究人类在研究人类和哺乳动物的细胞损伤是初步建立了细胞微核测和哺乳动物的细胞损伤是初步建立了细胞微核测定技术。定技术。n 1978年马德休先生以美国产紫露草通过花粉年马德休先生以美国产紫露草通过花粉母细胞四分体微核数量来测定环境污染技术，取母细胞四分体微核数量来测定环境污染技术，取得了良好的效果。得了良好的效果。紫露草花粉母细胞四分体微核紫露草花粉母细胞四分体微核 上世纪八十年初期，美国上世纪八十年初期，美国Degrass和和Schmid建立了蚕豆根尖细胞微核检测系统。建立了蚕豆根尖细胞微核检测系统。1985年，华中科技学院陈光荣教授发表了国年，华中科技学院陈光荣教授发表了国内第一篇关于利用蚕豆根尖细胞微核技术监测淡内第一篇关于利用蚕豆根尖细胞微核技术监测淡水湖泊污染的报告。水湖泊污染的报告。蚕豆根尖细胞微核蚕豆根尖细胞微核n 到现在，植物微核技术已经发展成为一种比到现在，植物微核技术已经发展成为一种比较成熟的环境污染监测技术，多个国家已将其列较成熟的环境污染监测技术，多个国家已将其列入监测环境污染的常规项目，其中我国也于入监测环境污染的常规项目，其中我国也于1986年将其编入环境监测技术规范。年将其编入环境监测技术规范。n 实验材料也由当初的紫露草和蚕豆扩展到多实验材料也由当初的紫露草和蚕豆扩展到多种植物。如，大蒜，韭菜，玉米，大豆，洋葱等种植物。如，大蒜，韭菜，玉米，大豆，洋葱等等。等。n监测对象也扩展到水体，土壤，大气等。监测对象也扩展到水体，土壤，大气等。3.蚕豆细胞微核技术原理蚕豆细胞微核技术原理n 根据之前的概念可知，植物细胞在分裂时之根据之前的概念可知，植物细胞在分裂时之所以产生微核，是因为受到了有害因子的攻击，所以产生微核，是因为受到了有害因子的攻击，而有害因子来源有两种而有害因子来源有两种：（：（1）细胞代谢（）细胞代谢（2）外）外部环境部环境n 而经过大量的实验表明，由细胞自身原因所而经过大量的实验表明，由细胞自身原因所产生的微核数量会因植物种类的不同而异，但总产生的微核数量会因植物种类的不同而异，但总体上维持在一个稳定的、较低的水平。体上维持在一个稳定的、较低的水平。n 由此，可以利用这一特性，通过计量由此，可以利用这一特性，通过计量反应反应关系来测定外部环境对细胞微核数量的影响程度。关系来测定外部环境对细胞微核数量的影响程度。具体：以未污染的植物细胞微核数量作为对照值，具体：以未污染的植物细胞微核数量作为对照值，在细胞分裂后，观测受污染的植物细胞微核数量，在细胞分裂后，观测受污染的植物细胞微核数量，以此来测定环境污染对生物细胞染色体的畸变程以此来测定环境污染对生物细胞染色体的畸变程度，间接体现环境污染的程度。度，间接体现环境污染的程度。以蚕豆为例以蚕豆为例蚕豆根尖细胞微核技术蚕豆根尖细胞微核技术(micronucleustest,MCNT)一种以蚕豆根尖细胞微核出现的频率为测一种以蚕豆根尖细胞微核出现的频率为测试终点的植物微核监测方法。试终点的植物微核监测方法。为什么选择蚕豆作为试验材料？为什么选择蚕豆作为试验材料？（1）敏感度较高（）敏感度较高（1985，陈光荣）且本底微核率低。，陈光荣）且本底微核率低。（2 2）蚕豆属高等植物系统，较接近哺乳类动物系）蚕豆属高等植物系统，较接近哺乳类动物系 统，由此外推于人类，可作为可信度较高的依据。统，由此外推于人类，可作为可信度较高的依据。（3 3）此外，蚕豆和哺乳类动物细胞对环境污染物的）此外，蚕豆和哺乳类动物细胞对环境污染物的 致突变等定性反应一致性课达到致突变等定性反应一致性课达到99%。4.蚕豆细胞微核技术具体方法蚕豆细胞微核技术具体方法（1）试验材料）试验材料 一般选取华中师范大学陈光荣教授筛选的松一般选取华中师范大学陈光荣教授筛选的松滋青皮豆。滋青皮豆。此外还有培养蚕豆种子的相关设备和试剂。此外还有培养蚕豆种子的相关设备和试剂。（2）试验步骤）试验步骤第一步第一步:蚕豆浸种、催芽蚕豆浸种、催芽n第二步：用待测样品对蚕豆根染毒第二步：用待测样品对蚕豆根染毒n第三步：蚕豆根尖修复第三步：蚕豆根尖修复n第四步：根尖细胞的固定（卡诺氏固定液）第四步：根尖细胞的固定（卡诺氏固定液）n第五步：水解第五步：水解n第六步：制片镜检第六步：制片镜检5.关于数据处理关于数据处理%1000=所有观察统计的细胞数具有微核的细胞数微核率PI 样品实测微核率的平均值对照组微核率PIPI:污染指数（污染指数（pollution indexpollution index）PI的等级划分的等级划分PI01.501.502.002.003.503.50污染等级污染等级基本无污染基本无污染轻污染轻污染中污染中污染重污染重污染小结小结（1）该方法具有操作简便，成本低，技术条件要）该方法具有操作简便，成本低，技术条件要求不高的优点。求不高的优点。（2）植物细胞微核技是一种对污染物的综合测定，）植物细胞微核技是一种对污染物的综合测定，能较好的反应出环境有害物质对哺乳类动物的致能较好的反应出环境有害物质对哺乳类动物的致畸变程度，对人类具有更好的可比性。畸变程度，对人类具有更好的可比性。（3）作为一种可靠性较高的监测技术，还没有专）作为一种可靠性较高的监测技术，还没有专门针对地下水污染的应用的报道。门针对地下水污染的应用的报道。谢谢