污染生态学.pptx

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1、利用彗星实验研究多氯联苯利用彗星实验研究多氯联苯、菲对小麦根尖细胞菲对小麦根尖细胞DNADNA的损伤的损伤21022102级环境科学级环境科学王王庆功庆功20152015年年5 5月月1515日日目录目录一、研究背景和研究意义一、研究背景和研究意义二、实验设计二、实验设计 1、实验选材及选材原因、实验选材及选材原因 2、实验步骤、实验步骤三、实验可行性及可能遇到的问题分析三、实验可行性及可能遇到的问题分析四、实验预期成果四、实验预期成果五、参考文献五、参考文献研究背景与意义1 1、污染现状。、污染现状。由于由于PCBs和菲都是亲脂性化合物，一旦进入土壤，和菲都是亲脂性化合物，一旦进入土壤，即被

2、即被土壤土壤牢固吸附，造成土壤的污染（牢固吸附，造成土壤的污染（2014，王，王丽娜）。据调查，我国土壤都存在不同程度的丽娜）。据调查，我国土壤都存在不同程度的PCBs污染，淮河流域和珠江三角洲地区污染特别污染，淮河流域和珠江三角洲地区污染特别严重，检出率超过严重，检出率超过90%（2006，耿存珍等，耿存珍等）。菲）。菲的污染程度也在逐步增加，从的污染程度也在逐步增加，从ug/kg的量级上升的量级上升到到mg/kg的量级，检出率达的量级，检出率达90%（2007年，刘艮年，刘艮梅等）。梅等）。研究背景与意义2 2、毒性大、毒性大多氯联苯（多氯联苯（PCBs）和菲作为持久性有机污）和菲作为持久

3、性有机污染物（染物（POPs）,在我国被列入优先污染物的在我国被列入优先污染物的黑名单。具有黑名单。具有毒性大，难降解，生物积累毒性大，难降解，生物积累性性等特点，对环境的毒害作用大。由于存等特点，对环境的毒害作用大。由于存在致突变性，往往会对植物遗传物质造成在致突变性，往往会对植物遗传物质造成损害损害，例如，例如0.05 mg/L 菲即菲即可对蚕豆造成可对蚕豆造成显显著著DNA损伤（损伤（2009年，曹玉伟等）。年，曹玉伟等）。研究背景与意义3 3、研究状况、研究状况国内外关于国内外关于PCBs和菲的遗传毒性备受关注，对和菲的遗传毒性备受关注，对人类和动物危害的研究十分丰富，但是关于其人类和

4、动物危害的研究十分丰富，但是关于其对植物的遗传毒性相对较少（对植物的遗传毒性相对较少（2014年，高熙等）年，高熙等）。彗星试验彗星试验(comet assay)又叫单细胞凝胶电泳又叫单细胞凝胶电泳试试验验(SCGE)，是一种，是一种灵敏性灵敏性高的遗传毒性研究方高的遗传毒性研究方法，常被用作法，常被用作检测检测DNA单链和双链单链和双链断裂、断裂、DNA交联等多种类型的交联等多种类型的DNA损伤（损伤（2010年，年，CENKCI等）。等）。研究背景与意义4 4、研究目的、研究目的本研究选择本研究选择PCBs和菲作为有毒物，小麦根和菲作为有毒物，小麦根尖细胞作为对象进行尖细胞作为对象进行彗星

5、试验，旨在彗星试验，旨在探讨探讨有毒物质对根尖有毒物质对根尖DNA的的损伤，揭示不同污染损伤，揭示不同污染物、不同暴露物、不同暴露时间时间对对DNA损伤的损伤的影响，影响，试图试图为它们的为它们的早期监测和早期监测和预警提供理论基础，预警提供理论基础，同时也为它们对农作物的同时也为它们对农作物的生态毒性评价提生态毒性评价提供科学供科学依据。依据。实验设计实验设计实验材料实验材料1、小麦种子。挑选饱满无病害的小麦种子，、小麦种子。挑选饱满无病害的小麦种子，先用先用75%乙醇消毒乙醇消毒5 s，再用再用0.2 KMnO4 浸泡浸泡5 min，用去离子水冲洗，用去离子水冲洗5次次，备用。，备用。2、

6、菲，从美国、菲，从美国Accustandard公司购买，公司购买，3、选择以二氯、三氯、四氯为主的、选择以二氯、三氯、四氯为主的Arochor1242作为研究的作为研究的PCBs污染物，从美国污染物，从美国Accustandard公司公司购买。购买。4、甲醇（分析纯）、甲醇（分析纯）选材原因选材原因1、PCBs和菲在环境中的检出率极高，而且环境和菲在环境中的检出率极高，而且环境危害性极大，是国家重要监测和控制的污染物；危害性极大，是国家重要监测和控制的污染物；关于它们的毒理学研究非常丰富，为我的研究作关于它们的毒理学研究非常丰富，为我的研究作了大量铺垫。了大量铺垫。2、小麦作为一种模式物种，广

7、泛应用于科研项、小麦作为一种模式物种，广泛应用于科研项目，在杀虫剂等有毒化学物质的致突变目，在杀虫剂等有毒化学物质的致突变试验方面试验方面广泛应用，另外小麦易于栽培管理，是实验成功广泛应用，另外小麦易于栽培管理，是实验成功的重要保证。的重要保证。实验设计实验设计实验准备实验准备1、将小麦种子在、将小麦种子在室温下用去离子水室温下用去离子水浸浸24h，期，期间换水间换水23次。将浸泡后的种子放次。将浸泡后的种子放在铺在铺有滤纸有滤纸（霍格兰（霍格兰营养液）营养液）的培养皿上，在温度为的培养皿上，在温度为(22+1)、湿度为湿度为70条件下条件下培养七天（培养七天（2012，李云玲等）。李云玲等）

8、。2、配制、配制菲的甲醇溶解母液，然后用去离子水菲的甲醇溶解母液，然后用去离子水分别分别稀释母液至稀释母液至0.05、0.1、0.2、0.4和和0.6 mg/L，控制，控制溶液溶液中中w (甲醇甲醇)0.1。3、配置、配置Aroclor1242的甲醇溶解母液，然后用的甲醇溶解母液，然后用去离子水分别稀释母液到去离子水分别稀释母液到0.01，0.02，0.04，0.06，0.12mg/L，控制溶液中控制溶液中w (甲醇甲醇)13)浸没浸没玻片玻片，在常温下，在常温下裂解裂解1h，取出，取出载玻片载玻片去离子水去离子水轻轻漂洗轻轻漂洗2次次。（张。（张青碧等，青碧等，2008）4、DNA解旋。解旋

9、。将将载玻片置于水平电泳槽载玻片置于水平电泳槽阳阳极端。极端。倒入新配制碱性电泳倒入新配制碱性电泳缓冲液缓冲液覆过载覆过载玻片玻片0.25 cm放置放置20 min，使，使DNA变性变性解解旋旋。实验设计实验设计5、电泳。、电泳。变性变性结束后在稳压结束后在稳压35 V、200 mA下下电泳电泳30min。6、中和。、中和。电泳电泳结束后取出玻片用去离子水结束后取出玻片用去离子水冲冲洗洗3次并用滤纸吸去多余的水分，放入无菌次并用滤纸吸去多余的水分，放入无菌小小玻璃玻璃培养皿沿皿壁加人培养皿沿皿壁加人TrisHCI(pH 75)缓冲液，缓冲液，将载玻片将载玻片淹没淹没15 min再将再将Tris

10、HCl吸去，用滤纸吸去，用滤纸将皿将皿内液体吸干再缓缓加人无水内液体吸干再缓缓加人无水乙醇将载玻片浸乙醇将载玻片浸埋埋1 h，吸去，吸去乙醇并晾干。乙醇并晾干。实验设计实验设计7、染色、染色与与观察。观察。每个载玻片加入每个载玻片加入30 mgmL的的溴化乙锭溶液溴化乙锭溶液50ul染色染色20 min后，后，用荧用荧光显微镜观察，并拍照获取光显微镜观察，并拍照获取彗星彗星图像图像。8、记录与分析数据。、记录与分析数据。计下拖尾细胞数求计下拖尾细胞数求出出细胞细胞拖尾率以拖尾率以X2检验检验其显著性同时用其显著性同时用CASP软件分析软件分析各组平均尾长和各组平均尾长和标差标差以以t检检验其显

11、著性验其显著性，分析分析评价评价DNA的损伤程度。的损伤程度。数据处理数据处理1、分析同种污染物，不同浓度下，相同处理、分析同种污染物，不同浓度下，相同处理时间小麦根尖细胞时间小麦根尖细胞DNA损伤程度。损伤程度。2、分析同一浓度，不同污染物条件下，相同、分析同一浓度，不同污染物条件下，相同处理时间小麦处理时间小麦根尖细胞根尖细胞DNA损伤程度。损伤程度。3、分析同一浓度，相同污染物条件下，不同、分析同一浓度，相同污染物条件下，不同处理时间小麦处理时间小麦根尖细胞根尖细胞DNA损伤程度。损伤程度。实验可行性分析与可能遇见的问题实验可行性分析与可能遇见的问题可行性可行性1、关于彗星实验的研究已经

12、十分成熟，为本、关于彗星实验的研究已经十分成熟，为本实验的顺利进行做好铺垫。实验的顺利进行做好铺垫。2、小麦易于培养。、小麦易于培养。3、实验药品器材方便可取。、实验药品器材方便可取。4、试验费用低、试验费用低5、实验人有生物化学等电泳实验的基础、实验人有生物化学等电泳实验的基础可能遇见的问题可能遇见的问题1、小麦根尖小，不易操作。、小麦根尖小，不易操作。2、在操作过程中可能遇到其它污染物的污染。、在操作过程中可能遇到其它污染物的污染。预期成果预期成果1、可研报告一份、可研报告一份2、发表论文一篇、发表论文一篇参考文献参考文献1.曹玉伟,马军,郭长虹,李蕊,余建平.植物彗星实验及其在生态毒理监

13、测中的应用J.生态毒理学报.20092高 曦,盛月慧等.利用彗星试验研究菲对蚕豆DNA的损伤J.生态与农村环境报.20143 CENKCI S,YILDIZ M,CIGERCI I H,et a1Evaluation of 2,4-D and Dieamba Genotoxieily in Bean Seedlings Using Comet andRAPD AssaysJEeotoxicology and Environmental Safety，20104庞振凌,黄鹏,田亚楠.叠氮钠对小麦叶片DNA损伤的彗星实验J.湖北农业科学.20135林爱军,张旭红,朱永官.镉对小麦叶片DNA伤害的彗

14、星实验研究J.环境科学学报.20056李云玲等。菲、萘对小麦种子的生态毒性效应J.河南农业科学.2012参考参考文献文献7许峰,祁士华.三峡库区水体多氯联苯污染特征与环境交换J.安全与环境工程.20128张青碧.蚕豆根尖细胞彗星实验研究J.环境与健康杂志.20029王丽娜.环境中多氯联苯的污染现状、处理处置方法及概况研究J.广东化工.201410 耿存珍,李明伦,杨永亮等青岛地区土壤中OCPs和PCBs污染现状研究J.青岛大学学报.200611钱翌等.污染土壤中菲的修复技术研究进展J.生态环境学报.201312吴启美，周启星.大金发藓对土壤多氯联苯污染的生态生理响应J.植物生态学报.2015谢谢谢谢