Đang tải... (xem toàn văn)
1. Lý do chọn đề tài Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường đã và đang ngày càng trở nên nghiêm trọng hơn ở Việt Nam. Trên các phương tiện thông tin đại chúng hằng ngày, chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp những hình ảnh, những thông tin về việc môi trường bị ô nhiễm và tình trạng ô nhiễm càng lúc càng trở lên trầm trọng hơn. Điều này khiến mọi người ai cũng phải suy ngẫm. Tốc độ công nghiệp hoá và đô thị hoá khá nhanh cùng với sự gia tăng dân số đã gây áp lực ngày càng lớn đặc biệt đối với tài nguyên nước trong vùng lãnh thổ. Môi trường nước ở nhiều đô thị, khu công nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất thải rắn. Ở các thành phố lớn, hàng trăm cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trường nước do không có công trình và thiết bị xử lý chất thải. Theo số liệu thống kê được, tổng lượng nước thải ở thành phố Hà Nội lên tới 300.000 400.000 m3ngày; hiện mới chỉ có 531 bệnh viện có hệ thống xử lý nước thải, chiếm 25% lượng nước thải bệnh viện; 36400 cơ sở sản xuất có xử lý nước thải; lượng rác thải sinh hoại chưa được thu gom khoảng 1.200m3ngày đang xả vào các khu đất ven các hồ, kênh, mương trong nội thành; chỉ số BOD, oxy hoà tan, các chất NH4, NO2, NO3 ở các sông, hồ, mương nội thành đều vượt quá quy định cho phép. Qua khảo sát, phần lớn người dân ở dọc hai bên dòng sông phụ thuộc vào nguồn nước sông chảy qua địa bàn để tưới tiêu và nuôi trồng thủy sản, thậm chí còn tận dụng mặt nước, đất đai ven sông để trồng rau, sử dụng nước để rửa rau...Theo PGS.TS Nguyễn Duy Thịnh (Viện Công Nghệ Sinh học và Công nghệ thực phẩm, giảng viên trường Đại học Bách khoa Hà Nội): “Nguồn nước nhiễm bẩn, ô nhiễm có thể mang theo các chất như lưu huỳnh, chì, thủy ngân…qua rễ lên thân rau sau khi tưới, đồng thời các chất bẩn lại bám trên bề mặt rau khi rửa vào nguồn nước ô nhiễm khiến rau bị nhiễm độc. Ngoài ra nguồn nước bẩn còn là môi trường thuận lợi để các loại trứng giun, sán phát triển và kí sinh trong rau”. Vì vậy, khuyến cáo sử dụng nguồn nước ô nhiễm với những rủi ro về mặt sinh học là rất cần thiết. Mặt khác, trong các báo cáo đánh giá thực trạng ô nhiễm nguồn nước ở nước ta, hầu như còn thiếu các số liệu đánh giá rủi ro di truyền của các chất gây ô nhiễm. Nghiên cứu phát hiện các tổn thương di truyền do các chất ô nhiễm trong các nguồn nước gây đột biến lên một số loài thực vật chỉ thị sẽ cung cấp các thông số độc tính di truyền có giá trị để ứng dụng trong quản lý và sử dụng nguồn nước phục vụ sản xuất. Sử dụng một số loài thực vật chỉ thị như hành tây (Allium cepa),hành ta(Allium fistulosum) và thài lài tím (Tradescantia pallida)…với những ưu thế là bộ NST có số lượng ít (hành tây và hành ta 2n=16), thài lài tím (2n= 24), NST có kích thước lớn nên dễ quan sát, tần số phân chia cao, cho phép xác định một cách nhanh chóng sự hiện diện của độcchất trong môi trường, giám sátmức độ ô nhiễm trong môi trường tự nhiên vàđánh giá mức độ ô nhiễm nước (Matsumoto et al., 2006), thao tác đơn giản nhưng chính xác, rẻ tiền lại không gây ô nhiễm môi trường…đã được nhiều nước trên thế giới như Anh, Bỉ, Tây Ban Nha, Mỹ, Thái Lan…quan tâm và áp dụng. Ở Việt Nam việc nghiên cứu và ứng dụng chúng còn rất hạn chế (Phạm Văn Miên ctv; Lê Thu Hà, 2002…). Xuất phát từ ý nghĩa lí luận và thực tiễn đó, chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn nước ô nhiễm tại một số sông khu vực Hà Nội đến sự sinh trưởng và những bất thường nhiễm sắc thể trong phân bào của cây hành (Allium) và thài lài tím (Tradescantia)”.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI ***** PHẠM THỊ HỒNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN NƯỚC Ô NHIỄM TẠI MỘT SỐ SÔNG KHU VỰC HÀ NỘI ĐẾN SỰ SINH TRƯỞNG VÀ NHỮNG BẤT THƯỜNG NHIỄM SẮC THỂ TRONG PHÂN BÀO CỦA CÂY HÀNH (ALLIUM) VÀ THÀI LÀI TÍM (TRADESCANTIA) Chuyên ngành: Di truyền học Mã số: 60.42.01.21 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC SINH HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Xuân Viết HÀ NỘI - 2014 Lời cảm ơn Trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn này, đa nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ quý báu của các thầy cô, các anh chị và các bạn Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc xin được bày tỏ lới cảm ơn chân thành tới: PGS TS Nguyễn Xuân Viết, người thầy kính mến đa hết lòng giúp đỡ, dạy bảo, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học, quý thầy cô giáo khoa Sinh học - Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, đặc biệt là các thầy cô tổ bộ môn Di truyền tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ quá trình học tập và hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cám ơn gia đình, bạn bè đa động viên giúp đỡ quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài Hà Nội, tháng 10 năm 2014 Học viên Phạm Thị Hồng DANH MỤC BẢNG MỤC LỤC MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường ngày trở nên nghiêm trọng Việt Nam Trên phương tiện thông tin đại chúng ngày, dễ dàng bắt gặp hình ảnh, thông tin việc môi trường bị ô nhiễm tình trạng ô nhiễm lúc trở lên trầm trọng Điều khiến người phải suy ngẫm Tốc độ công nghiệp hoá đô thị hoá nhanh với gia tăng dân số gây áp lực ngày lớn đặc biệt tài nguyên nước vùng lãnh thổ Môi trường nước nhiều đô thị, khu công nghiệp làng nghề ngày bị ô nhiễm nước thải, khí thải chất thải rắn Ở thành phố lớn, hàng trăm sở sản xuất công nghiệp gây ô nhiễm môi trường nước công trình thiết bị xử lý chất thải Theo số liệu thống kê được, tổng lượng nước thải thành phố Hà Nội lên tới 300.000 - 400.000 m3/ngày; có 5/31 bệnh viện có hệ thống xử lý nước thải, chiếm 25% lượng nước thải bệnh viện; 36/400 sở sản xuất có xử lý nước thải; lượng rác thải sinh hoại chưa thu gom khoảng 1.200m3/ngày xả vào khu đất ven hồ, kênh, mương nội thành; số BOD, oxy hoà tan, chất NH4, NO2, NO3 sông, hồ, mương nội thành vượt quy định cho phép Qua khảo sát, phần lớn người dân dọc hai bên dòng sông phụ thuộc vào nguồn nước sông chảy qua địa bàn để tưới tiêu nuôi trồng thủy sản, chí tận dụng mặt nước, đất đai ven sông để trồng rau, sử dụng nước để rửa rau Theo PGS.TS Nguyễn Duy Thịnh (Viện Công Nghệ Sinh học Công nghệ thực phẩm, giảng viên trường Đại học Bách khoa Hà Nội): “Nguồn nước nhiễm bẩn, ô nhiễm mang theo chất lưu huỳnh, chì, thủy ngân…qua rễ lên thân rau sau tưới, đồng thời chất bẩn lại bám bề mặt rau rửa vào nguồn nước ô nhiễm khiến rau bị nhiễm độc Ngoài nguồn nước bẩn môi trường thuận lợi để loại trứng giun, sán phát triển kí sinh rau” Vì vậy, khuyến cáo sử dụng nguồn nước ô nhiễm với rủi ro mặt sinh học cần thiết Mặt khác, báo cáo đánh giá thực trạng ô nhiễm nguồn nước nước ta, thiếu số liệu đánh giá rủi ro di truyền chất gây ô nhiễm Nghiên cứu phát tổn thương di truyền chất ô nhiễm nguồn nước gây đột biến lên số loài thực vật thị cung cấp thông số độc tính di truyền có giá trị để ứng dụng quản lý sử dụng nguồn nước phục vụ sản xuất Sử dụng số loài thực vật thị hành tây (Allium cepa), hành ta (Allium fistulosum) thài lài tím (Tradescantia pallida)…với ưu NST có số lượng (hành tây hành ta 2n=16), thài lài tím (2n= 24), NST có kích thước lớn nên dễ quan sát, tần số phân chia cao, cho phép xác định cách nhanh chóng diện độc chất môi trường, giám sát mức độ ô nhiễm môi trường tự nhiên đánh giá mức độ ô nhiễm nước (Matsumoto et al., 2006), thao tác đơn giản xác, rẻ tiền lại không gây ô nhiễm môi trường…đã nhiều nước giới Anh, Bỉ, Tây Ban Nha, Mỹ, Thái Lan…quan tâm áp dụng Ở Việt Nam việc nghiên cứu ứng dụng chúng hạn chế (Phạm Văn Miên & ctv; Lê Thu Hà, 2002…) Xuất phát từ ý nghĩa lí luận thực tiễn đó, tiến hành đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng nguồn nước ô nhiễm số sông khu vực Hà Nội đến sinh trưởng bất thường nhiễm sắc thể phân bào hành (Allium) thài lài tím (Tradescantia)” Mục đích nghiên cứu đề tài Phân tích ảnh hưởng nguồn nước tưới bị ô nhiễm đến bất thường NST tế bào số loài thực vật thị thông qua đánh giá hiệu độc tính di truyền làm phát sinh đột biến tế bào phân chia Trên sở kết nghiên cứu, khuyến cáo mức độ rủi ro mặt sinh học xảy việc sử dụng nguồn nước tưới bị ô nhiễm nông nghiệp; đề xuất thị sinh học hữu hiệu cho việc giám sát nguồn nước Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài 3.1 Thu thập phân tích tư liệu thực trạng chất lượng nguồn nước Sông Nhuệ, Sông Tô Lịch, Sông Lừ Sông Sét khu vực Hà Nội 3.2 Phân tích ảnh hưởng nguồn nước sông ô nhiễm đến số lượng chiều dài rễ trung bình đối tượng nghiên cứu 3.3 Phân tích hiệu di truyền tế bào học nguồn nước ô nhiễm đến bất thường số phân bào bất thường NST phân bào nguyên phân tế bào đỉnh rễ: 3.4 Phân tích dạng bất thường NST tần số phát sinh dạng bất thường NST phân bào giảm nhiễm tế bào bao phấn thài lài tím Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Đề tài cung cấp sở khoa học sinh học để đánh giá mức độ rủi ro ô nhiễm nguồn nước đến tế bào thông qua kết phân tích rủi ro di truyền tế bào Đồng thời cung cấp sở dẫn liệu cho nghiên cứu khoa học môi trường sinh thái Dự báo ảnh hưởng tiềm tàng, dài hạn gây đột biến cho động thực vật trực tiếp gián tiếp ảnh hưởng tới người mà chưa thể biết được, giúp người có ý thức sử dụng, bảo quản, giữ gìn môi trường sống xung quanh Thời gian địa điểm nghiên cứu - Thời gian nghiên cứu: Đề tài tiến hành từ tháng 9/2013 đến tháng 8/2014 - Địa điểm nghiên cứu: Phòng thí nghiệm môn Di truyền, Khoa Sinh học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội NỘI DUNG CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 2.1 Ô nhiêm nước thực trạng chất lượng nguồn nước số sông Hà Nội 2.1.1 Ô nhiễm nước Ô nhiễm nước thay đổi thành phần tinh chất nước, có hại cho hoạt động sống bình thường người sinh vật, có mặt tác nhân ngưỡng cho phép Hiến chương Châu Âu định nghĩa: “Sự ô nhiễm nước biến đổi nói chung người gây chất lượng nước, làm ô nhiễm nước gây nguy hại việc sử dụng người, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi - giải trí, động vật nuôi, loài hoang dại” 2.1.2 Vai trò nước hậu sử dụng nguồn nước ô nhiễm Nước tham gia vào thành phần cấu trúc sinh quyển, điều hòa yếu tố khí hậu, đất đai sinh vật Nước đáp ứng nhu cầu đa dạng người sinh hoạt hàng ngày, tưới tiêu cho nông nghiệp, sản xuất công nghiệp, sản xuất điện tạo nhiều cảnh quan đẹp Nước cần thiết cho hoạt động sống người sinh vật Nước cần thiết cho tăng trưởng trì thể liên quan đến nhiều hoạt động : tiêu hóa, hấp thu cần có nước Ngoài nước có nhiệm vụ lọc giải phóng độc tố xâm nhập thể qua đường tiêu hóa hô hấp cách có hiệu Nhiều nghiên cứu cho thấy nước thành phần chủ yếu lớp sụn chất hoạt dịch, phận cung cấp đủ nước, va chạm trực tiếp giảm đi, từ giảm nguy viêm khớp Trong trình hình thành sống trái đất nước môi trường nước đóng vai trò quan trọng Nước tham gia vào vai trò tái sinh giới hữu (tham gia vào trình quang hợp) Trong trình trao đổi chất nước đóng vai trò trung tâm, phản ứng hóa học diễn với tham gia bắt buộc nước Nước dung môi nhiều chất đóng vai trò dẫn đường cho muối vào thể Hậu chung tình trạng ô nhiễm nước đến người tỉ lệ người mắc bệnh cấp mạn tính liên quan đến ô nhiễm nước viêm màng kết, tiêu chảy, ung thư…ngày tăng Người dân sinh sống quanh khu vực ô nhiễm ngày mắc nhiều loại bệnh tình nghi dùng nước bẩn sinh hoạt Ngoài ô nhiễm nguồn nước gây tổn thất lớn cho ngành sản xuất kinh doanh, hộ nuôi trồng thủy sản Các nghiên cứu khoa học cho thấy, sử dụng nước nhiễm asen để ăn uống, người mắc bệnh ung thư thường gặp ung thư da Ngoài ra, asen gây nhiễm độc hệ thống tuần hoàn uống phải nguồn nước có hàm lượng asen 0,1mg/l Vì vậy, cần phải xử lý nước nhiễm asen trước dùng cho sinh hoạt ăn uống Người nhiễm chì, mangan lâu ngày mắc bệnh thận, thần kinh, nhiễm amoni, nitrat, nitrit gây mắc bệnh xanh da, thiếu máu, gây ung thư Metyl tert-butyl ete (MTBE) chất phụ gia phổ biến khai thác dầu lửa có khả gây ung thư cao Nhiễm natri (Na) gây bệnh cao huyết áp, bệnh tim mạch, lưu huỳnh gây bệnh đường tiêu hoá, kali, cadimi gây bệnh thoái hoá cột sống, đau lưng Hợp chất hữu cơ, thuốc trừ sâu, thuốc diệt côn trùng, diệt cỏ, thuốc kích thích tăng trưởng, thuốc bảo quản thực phẩm, phốt gây ngộ độc, viêm gan Nước nhiễm crom độc, gây ung thư phổi, loét dày, ruột non, viêm gan, viêm thận, gây độc cho hệ thần kinh tim Crom xâm nhập vào nguồn nước từ nước thải nhà máy điện, nhuộm thuộc da, chất nổ, đồ gốm, sản xuất mực viết, mực in, in tráng ảnh Tiếp xúc lâu dài gây ung thư nghiêm trọng quan nội tạng Chất tẩy trắng xenon peroxide, sodium percarbonate gây viêm đường hô hấp, 10 Bảng 3.14: Ảnh hưởng nước sông Sét đến số phân bào tần số bất thường NST phân bào tế bào đỉnh rễ hành ta, hành tây thài lài tím vào mùa khô mùa mưa Chỉ số phân bào tần số bất thường NST phân bào tế bào đỉnh rễ hành ta, hành tây thài lài tím trồng nước sông Sét vào mùa khô mùa mưa (%) Hồ Bảy Mẫu Đối tượng Nồng độ 40 Hành ta 60 80 100 40 Hành tây 60 80 100 40 Thài lài tím 60 80 100 Cầu Sét Hồ Yên Sở Chỉ số phân bào (%) Tần số bất thường (%) Chỉ số phân bào (%) Tần số bất thường (%) Chỉ số phân bào (%) Tần số bất thường (%) Mùa khô Mùa mưa Mùa khô Mùa mưa Mùa khô Mùa mưa Mùa khô Mùa mưa Mùa khô Mùa mưa Mùa khô Mùa mưa 23.85 27.01 3.95 1.11 23.37 26.55 4.45 1.59 18.84 22.15 8.10 5.12 23.63 26.85 4.18 1.29 23.06 26.29 4.68 1.77 18.58 21.96 8.61 5.57 23.29 26.55 4.40 1.47 22.79 26.07 4.92 1.80 18.06 21.47 9.03 5.96 22.86 26.15 4.77 1.81 22.5 25.83 5.17 2.17 17.50 20.93 9.43 6.35 23.89 27.07 3.98 1.11 23.47 26.69 4.50 1.61 19.03 22.37 8.18 5.18 23.62 26.87 4.23 1.30 23.09 26.34 4.72 1.79 18.77 22.18 8.70 5.63 23.11 26.39 4.43 1.48 22.73 26.03 4.45 1.98 18.15 21.58 9.08 5.99 22.53 25.82 4.77 1.81 22.33 25.67 5.17 2.17 17.74 21.22 9.22 6.43 23.89 27.07 3.98 1.11 23.47 26.69 4.50 1.61 18.90 22.24 8.19 5.18 23.59 26.82 4.20 1.29 23.24 26.51 4.75 1.80 18.66 22.09 8.73 5.65 23.36 26.64 4.44 1.48 22.92 26.25 4.98 1.99 18.01 21.44 9.09 6.00 22.89 26.20 4.64 1.66 22.52 25.88 5.21 2.18 17.32 20.75 9.43 6.35 Bảng 3.15: Tần số dạng bất thường NST phân bào nguyên phân 70 tế bào đỉnh rễ hành ta, hành tây thài lài tím trồng nước sông Sét vào mùa khô Tần số dạng bất thường NST phân bào nguyên phân tế bào đỉnh rễ hành ta, hành tây thài lài tím trồng nước sông Sét vào mùa khô (%) Hồ Bảy Mẫu Cầu Sét Hồ Yên Sở Đối tượng Nồng Cầu Đoạn Lệch Di Tổng Cầu Đoạn Lệch Di Tổng Cầu Đoạn Lệch độ cromatit cromatit cầu chuyển tần số cromatit cromatit cầu chuyể tần số cromatit cromatit cầu chậm n chậm 40 1.74 1.10 1.11 3.95 1.76 1.42 1.27 4.45 3.47 2.31 2.32 60 1.60 1.44 1.14 4.18 2.10 1.45 1.13 4.68 3.88 2.36 2.20 Hành ta 80 1.46 1.31 1.63 4.40 1.97 1.31 1.64 4.92 3.57 2.89 2.40 100 1.97 1.48 1.32 4.77 2.00 1.50 1.67 5.17 3.94 2.57 2.41 40 1.44 1.43 1.11 3.98 1.61 1.44 1.45 4.50 3.84 2.00 2.34 60 1.46 1.30 1.47 4.23 1.46 1.79 1.47 4.72 3.93 2.21 2.56 Hành tây 80 1.80 0.98 1.65 4.43 1.81 0.98 1.66 4.45 3.94 2.40 2.41 100 1.81 1.48 1.48 4.77 2.00 1.50 1.50 0.17 5.17 4.00 2.44 2.43 40 1.12 1.27 1.59 3.98 1.60 1.28 1.62 4.50 3.68 2.17 2.34 60 1.46 1.29 1.45 4.20 1.67 1.30 1.78 4.75 3.42 2.91 2.40 Thài lài tím 80 1.54 1.41 1.49 4.44 1.66 1.49 1.83 4.98 3.77 2.57 2.58 100 1.60 1.50 1.54 4.64 1.68 1.68 1.68 0.17 5.21 4.12 2.40 2.57 Ghi chú: - : 71 Di chuyển chậm Tồng tần số 0.17 0.17 0.51 0.33 0.35 0.17 0.34 8.10 8.61 9.03 9.43 8.18 8.70 9.08 9.22 8.19 8.73 9.09 9.43 Bảng 3.16: Tần số dạng bất thường NST phân bào nguyên phân tế bào đỉnh rễ hành ta, hành tây thài lài tím trồng nước sông Sét vào mùa mưa Tần số dạng bất thường NST phân bào nguyên phân tế bào đỉnh rễ hành ta, hành tây thài lài tím trồng nước sông Sét vào mùa mưa (%) Hồ Bảy Mẫu Cầu Sét Hồ Yên Sở Đối tượng Nồng Cầu Đoạn Lệch Di Tổng Cầu Đoạn Lệch Di Tổng Cầu Đoạn Lệch độ cromatit cromatit cầu chuyển tần số cromatit cromatit cầu chuyể tần số cromatit cromatit cầu chậm n chậm 40 0.63 0.47 1.11 0.96 0.63 1.59 2.48 1.00 1.64 60 0.80 0.49 1.29 0.80 0.16 0.81 1.77 2.19 1.52 1.69 Hành ta 80 0.98 0.49 1.47 0.99 0.81 1.80 2.55 1.19 2.05 100 0.98 0.16 0.67 1.81 1.00 0.34 0.83 2.17 2.57 1.38 2.23 40 0.64 0.16 0.31 1.11 0.96 0.32 0.33 1.61 1.84 1.17 2.17 HànhTây 60 0.65 0.16 0.49 1.30 0.65 0.16 0.98 1.79 2.39 1.02 2.05 80 0.99 0.49 1.48 1.16 0.82 1.98 2.23 1.54 2.22 100 0.99 0.16 0.66 1.81 1.00 0.17 1.00 2.17 2.61 1.22 2.26 40 0.80 0.31 1.11 1.13 0.16 0.32 1.61 1.67 1.17 2.34 60 0.64 0.16 0.49 1.29 0.66 0.16 0.98 1.80 1.71 1.71 2.06 Thài lài tím 80 0.99 0.49 1.48 1.16 0.83 1.99 2.40 1.20 2.40 100 0.93 0.17 0.56 1.66 1.18 0.34 0.66 2.18 2.40 1.38 2.23 Ghi chú: - : 72 Di chuyển chậm Tổng tần số 0.17 0.17 0.17 0.17 0.34 0.17 0.34 5.12 5.57 5.96 6.35 5.18 5.63 5.99 6.43 5.18 5.65 6.00 6.35 Nhìn chung kết thu sông Sét cho thấy: giảm độ pha loãng nước sông hành ta, hành tây thài lài tím mọc rễ nước sông lấy đoạn sông khác sông Sét có số phân bào giảm dần giảm từ địa điểm đầu đến địa điểm cuối dọc sông Trong đó, tần số bất thường NST lại tăng giảm độ pha loãng nước tăng từ hồ Bảy Mẫu cầu Sét - hồ Yên Sở Hành ta, hành tây, thài lài tím mọc rễ nước sông Sét lấy đoạn sông khác có số phân bào tần số bất thường NST phân bào nguyên phân tế bào đỉnh rễ vào mùa khô cao số phân bào tần số bất thường NST thu vào mùa mưa Hành ta, hành tây, thài lài tím mọc rễ nước sông Sét lấy hồ Bảy Mẫu không pha loãng (100%) vào mùa khô có số phân bào cao (dao động giống 22.89% 22.53%) Tuy nhiên với nước sông lấy hồ Yên Sở không pha loãng (100%) ghi nhận có số phân bào thấp (dao động giống 17.74%17.32%) thấp so với đối chứng (35.65%34.32%) Hành ta, hành tây, thài lài tím trồng nước sông Sét lấy hồ Bảy Mẫu không pha loãng (100%) vào mùa mưa có số phân bào cao (dao động giống (26.20% 25.82%) Trong đó, hành ta, hành tây, thài lài tím trồng nước sông Sét lấy hồ Yên Sở không pha loãng (100%) có số phân bào thấp (dao động giống 21.22% 20.75%) Hành ta, hành tây, thài lài tím trồng nước sông Sét lấy hồ Yên Sở không pha loãng (100%) vào mùa khô có tần số bất thường NST cao (dao động giống 9.43% 9.22%) Tuy nhiên vào mùa mưa, hành ta, hành tây, thài lài tím trồng nước sông Sét lấy hồ Yên Sở không pha loãng (100%) có tần số bất thường NST (dao động giống 6.43% 6.35%) Hành tây trồng nước sông Sét lấy Hồ Yên Sở không pha loãng (100%) vào mùa khô có tần số đột biến cầu cromatit thu nhiều (4.00%), đoạn NST di chuyển chậm có tần số cao thu 0.51% (hành ta) Hành tây thài lài tím mọc rễ nước sông Sét lấy hồ Yên Sở không pha loãng (100%) vào mùa mưa có tỷ lệ xuất dạng đột biến đoạn di chuyển chậm cao (0.34%) 73 Đột biến đa cầu Đột biến đoạn NST Đột biến cầu đoạn NST Đột biến đoạn NST đột biến đa cầu Đột biến cầu di chuyển chậm Đột biến cầu, đoạn NST di chuyển chậm Hình 3.11 Một số đột biến quan sát thấy phân bào nguyên phân tế bào đỉnh rễ hành ta mọc nước sông Sét lấy hồ Yên Sở không pha loãng (100%) vào mùa khô Đột biến cầu đơn Đột biến đa cầu Đột biến cầu, đoạn NST di chuyển chậm Đột biến lệch cầu HìnhĐột 3.12 Một số đột biến quan sát thấy phân bào nguyên phân tế biến đoạn NST bào đỉnh rễ hành tây mọc nước sông Sét lấy hồ Yên Sở không pha loãng (100%) vào mùa khô 74 Đột biến cầu đa Đột biến đoạn NST Hình 3.13 Một số đột biến quan sát thấy phân bào nguyên phân tế bào đỉnh rễ thài lài tím mọc nước sông Sét lấy hồ Yên Sở không pha loãng (100%) vào mùa khô Hình 3.14 Đột biến di chuyển chậm quan sát thấy phân bào nguyên phân tế bào đỉnh rễ thài lài tím mọc nước sông Sét lấy hồ Yên Sở không pha loãng (100%) vào mùa mưa 3.4 Kết phân tích bất thường NST phân bào giảm nhiễm tế bào bao phấn thài lài tím sau trồng nguồn nước sông khác Để tiến hành phân tích bất thường NST phân bào giảm nhiễm tế bào bao phấn thài lài tím, sử dụng thân đồng kích thước, khoảng cách đốt chưa có bao phấn, trồng cát tưới nước sông cho tuần để thu bao phấn Kết phân tích trình bày bảng 3.17 75 Bảng 3.17: Tần số dạng bất thường NST phân bào giảm nhiễm tế bào bao phấn thài lài tím sau trồng nguồn nước sông khác Địa điểm Sông Nhuệ Sông Tô Lịch Sông Lừ Sông Sét Tần số bất thường NST Tần số dạng bất thường NST (%) Cầu Đoạn Lệch cầu cromatit cromatit Cống Liên Mạc 2.58 1.22 1.52 Cầu Diễn 2.87 2.58 2.42 Cầu Hữu Hòa 4.30 3.97 3.30 Cống Hoàng Quốc Việt 3.00 1.74 1.70 Cầu Mới 4.02 2.25 2.41 Đập Thanh Liệt 5.66 3.16 3.67 Cầu Đông Tác 3.23 1.90 1.90 Cầu Phương Liệt 3.35 1.92 2.07 Cầu Định Công 4.22 2.30 2.62 Hồ Bảy Mẫu 2.45 1.22 1.67 Cầu Sét 2.79 1.29 1.91 Hồ Yên Sở 4.38 2.47 2.92 Ghi chú: -: 76 Di chuyển Nhân chậm 0.32 0.66 0.16 0.32 0.67 0.67 0.16 0.16 0.49 0.16 0.16 0.65 Tổng số 5.32 8.19 12.23 6.60 9.00 13.83 7.19 7.50 9.63 5.50 6.15 10.42 tần Như vậy, kết bảng 3.17 cho thấy bất thường cấu trúc NST sai khác tần số bất thường NST phân bào giảm nhiễm tế bào bao phấn thài lài tím phát nghiên cứu Tổng tần số bất thường NST phân bào giảm nhiễm tế bào bao phấn thài lài tím tăng từ điểm đầu đến điểm cuối dọc sông nghiên cứu Kết phù hợp với kết phân bào nguyên phân tế bào đỉnh rễ thài lài tím Thài lài tím trồng nước sông Nhuệ lấy cống Liên Mạc không phát thấy dạng bất thường di chuyển chậm Tổng tần số bất thường NST phân bào giảm nhiễm tế bào bao phấn thài lài tím trồng nước sông Nhuệ lấy cầu Hữu Hòa cao (12.23%), tần số cao gấp 2.3 lần so với nước lấy cống Liên Mạc (5.32%) Thài lài tím trồng nước sông Tô Lịch lấy đập Thanh Liệt có tần số bất thường NST phân bào giảm nhiễm tế bào bao phấn cao (13.83%), cao gấp 2.1 lần so với nước lấy cống Hoàng Quốc Việt (6.60%) Kết tương tự ghi nhận thài lài tím trồng nước lấy sông Lừ sông Sét Thài lài tím trồng nước sông Lừ lấy cầu Định Công có tần số bất thường NST phân bào giảm nhiễm tế bào bao phấn cao (9.63%) Nước lấy hồ Yên Sở (sông Sét) ghi nhận tần số bất thường NST phân bào giảm nhiễm tế bào bao phấn thài lài tím cao (10.42%), cao gấp 1,9 lần so với nước lấy hồ Bảy Mẫu (5.50%) Các dạng bất thường NST phát nghiên cứu cho thấy đa dạng Các bất thường NST chủ yếu liên quan đến tượng đứt – nối cromatit tạo dạng cầu (cầu đơn, cầu đôi, đa cầu), đoạn NST tế bào Ngoài dạng bất thường NST phát phân bào nguyên phân: cầu cromatit, đoạn cromatit, lệch cầu di chuyển chậm, phát có dạng đột biến hạt nhân (xuất nhân hạt nhân chia thùy) với tần số 0.67% trồng nước sông Tô Lịch lấy đập Thanh Liệt Dạng bất thường xuất nhiều đột biến cầu cromatit Các cầu đa thường nằm gần tạo thành khối bắt màu đậm kính hiển vi 77 78 Hình 3.15: Đột biến cầu đơn đa cầu quan sát thấy phân bào giảm nhiễm tế bào bao phấn thài lài tím Hình 3.16: Đột biến đoạn NST quan sát thấy phân bào giảm nhiễm tế bào bao phấn thài lài tím Hình 3.17: Đột biến di chuyển chậm quan sát thấy phân bào giảm nhiễm tế bào bao phấn thài lài tím Hình 3.18: Đột biến hạt nhân quan sát thấy phân bào giảm nhiễm tế bào bao phấn thài lài tím 79 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ I KẾT LUẬN Tất đối tượng nghiên cứu mẫn cảm với nước sông sử dụng nghiên cứu này, biểu giảm số rễ chiều dài rễ trung bình không mùa khô mùa mưa, đối tượng nghiên cứu khác không giống Độ pha loãng nước sông giảm số rễ chiều dài rễ trung bình hành ta, hành tây, thài lài tím bị giảm giảm dần từ điểm đầu đến điểm cuối dọc sông nghiên cứu Hành ta, hành tây, thài lài tím trồng nước sông lấy đoạn sông khác vào mùa mưa có số rễ trung bình chiều dài rễ trung bình giảm so với nước sông lấy vào mùa khô Biểu giảm số phân bào tăng tần số bất thường NST đối tượng nghiên cứu với giảm độ pha loãng nước sông phản ánh khả gây độc tế bào tất nguồn nước sông sử dụng nghiên cứu Trong tất nước sông sử dụng nghiên cứu, hành ta, hành tây, thài lài tím trồng nước sông Tô Lịch lấy đập Thanh Liệt không pha loãng (100%) vào mùa khô có tần số bất thường NST phân bào nguyên phân tế bào đỉnh rễ cao 12.72% (hành ta), 12.72% (hành tây), 12.45% (thài lài tím) Hiệu gây đột biến NST phân bào nguyên phân tế bào đỉnh rễ hành ta, hành tây, thài lài tím phát tất độ pha loãng nguồn nước sông sử dụng nghiên cứu Tần số bất thường NST cuối nguồn sông cao đáng kể so với nước lấy từ đầu nguồn Các dạng bất thường NST thường gặp cầu cromatit, đoạn cromatit, lệch cầu, di 80 chuyển chậm Trong dạng thường gặp đột biến cầu cromatit, dạng gặp di chuyển chậm Bất thường cấu trúc NST sai khác tần số bất thường NST phân bào giảm nhiễm tế bào bao phấn thài lài tím sau tuần xử lý nước sông cho thấy tổng tần số bất thường NST phân bào giảm nhiễm tăng so với phân bào nguyên phân tế bào đỉnh rễ Ở cuối nguồn, tần số bất thường NST cao gấp nhiều lần so với đầu nguồn sông Dạng bất thường hạt nhân phát nghiên cứu với tần số 0.67% nước sông Tô Lịch lấy đập Thanh Liệt II ĐỀ NGHỊ Tiếp tục phát triển nghiên cứu với số loài thực vật thị độc tính di truyền tế bào khác để làm sở ứng dụng đánh giá rủi ro sinh thái quản lý nguồn nước phục vụ sản xuất nông nghiệp khu vực Hà Nội Theo dõi phát sinh bất thường NST phân bào giảm nhiễm hành qua đánh giá nguy rủi ro người sử dụng tiếp xúc lâu dài nguồn nước sông Kết hợp nghiên cứu hiệu độc tính di truyền tế bào học với nghiên cứu trạng chất lượng đất, không khí… để có hệ thống sở để đánh giá rủi ro di truyền chất gây ô nhiễm đến người 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Nguyễn Thành Đạt, Nguyễn Đức Thành, Nguyễn Xuân Viết (2006), Tài liệu bồi dưỡng thường xuyên cho giáo viên trung học phổ thông chu kỳ III, NXB ĐHSP Nguyễn Như Hiền (2008), Giáo trình sinh học tế bào, NXB Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Như Hiền, Trịnh Xuân Hậu (2004) Tế bào học NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Trần Thu Hoài (2013), Phân tích đặc điểm di truyền tế bào của nhiễm sắc thể một số loài cảnh, Luận văn Thạc sĩ khoa học Sinh học, Khoa Sinh hoc, Trường ĐHSP Hà Nội Nguyễn Mạnh Khải, Nguyễn Thị Huyền Trang, Nguyễn Thị Thùy Linh, Chu Anh Đào, Phạm Mạnh Cổn, Nguyễn Thị Nga (2012), “Nghiên cứu chất lượng nước sông Nhuệ khu vực Hà Nội”, Tạp chí khoa học ĐHQG Hà Nội, Khoa học Tự Nhiên Công nghệ tập 28, số 4S Đặng Hữu Lanh, Nguyễn Minh Công Lê Đình Trung (1984), Thực hành di truyền và chọn giống, NXB Giáo dục Phan Cự Nhân, Nguyễn Minh Công, Đặng Hữu Lanh (1999), Di truyền học, tập 1, NXB Giáo dục Hoàng Thị Sản (1999), Phân loại học thực vật, NXB Giáo dục Lê Trình (2012), Báo cáo hiện trạng chất lượng nước mặt địa bàn 10 Hà Nội, Sở TN-MT Hà Nội Lê Trình (2010), Báo cáo nghiên cứu phân vùng chất lượng nước các sông hồ Hà Nội mô hình WQI và đề xuất sử dụng và bảo vệ môi trường nước, Sở KH-CN Thành phố Hà Nội 82 11 Nguyễn Xuân Viết (2011), Hiệu Quả xử lý nhiệt độ cao đến bất thường nhiễm sắc thể nguyên phân hành (Allium fistulosum L.), Tạp chí khoa học, số 56, tr.43-49 Tài liệu tiếng nước 12 Carita R and Marin Morales MA., (2008), Induction of chromosome aberrations in the Allium cepa test system caused by the exposure of seeds to industrial effluents contaminated with azo dyes Chemosphere, 13 Vol 72 (5), pp 722-725 Cotelle S., Masfaraud J.F and Férard J.F., (1999), “Assessment of the Toxicity of Contaminated Soil with the Allium/Vicia - Micronucleus and 14 the Tradescantia - Micronucleus Assays”, Mutat Res.426, pp 167–171 Fomin A., Pasche A., and Arndt U., (1999), “Assessment of the Genotoxicity of Mine Dump Material Using the Tradescantia Stamen Hair (Trad SHM) and the Tradescantia Micronucleus (Trad MCN) Bioassays”, Mutat Res.426, pp 173–181 15 Grant WF, (1994), The present status of higher plant bioassays for the detection of environmental mutagens Mutat Res 310, pp 175 -185 16 Gichner T and Velemínský J., (1999), “Monitoring the Genotoxicity of Soil Extracts from Two Using TradescantiaStamen 17 Heavily Hair Polluted and Sites in Micronucleus Prague (MNC) Assays", Mutat.Res.426, pp 163–166 Hoshina M.M., ( 2002), Evaluation of a Possible Contamination of the Waters of the Claro River – Municipality of Rio Claro, Part of the Corumbataí River Basin, with the Mutagenicity Tests Using Allium 18 cepa 52f – State University of São Paulo, Rio Claro, SP Olorunfemi D.I., 1Ogieseri U.M., Akinboro A., (2011), “Genotoxicity Screening of Industrial Effluents using Onion bulbs (Allium cepa L.)”, 83 Journal of Applied Science & Environmental Management Vol 15 19 No.1, pp: 211 -216 Özlem Aksoy, Tuba Erbulucu, Elif Vatan, (2011), “Effects of Wastewater from Olive oil And Milk Industry on Growth and Mitosis in Allium Cepa Root Apical Meristem”, Journal of Applied Biological 20 Sciences (3), pp 75-78 Matsumoto S.T., Mantovani M.S., Malagutti MI., Dias A.L., Fonseca IC, Marin-Morales M.A., (2006), Assessment of the genotoxic and mutagenic effect of chromium residues present in tannery effluents using the micronucleus and comet assay in Oreochromis niloticus and chromosomes aberrations in of Allium cepa Genet Mol Biol., pp: 21 148–158 Miroslav Mišík, Karol Mičieta, (2002), Tradescantia Micronucleus and Vicia Chromosome Anatelophase Assays in Monitoring of Genotoxicity of Urban Soil, Water Air and Soil Pollution 141 (1), pp: 18122 187 Te-Hsiu Ma, Van A Anderson, Mary M Harris and, Janie L Bare, (2006)Tradescantia-micronucleus (trad-MCN) test on the genotoxicity of malathion, Environmental MutagenesisVolume , Issue , pp: 127–137 84 [...]... trồng hành truyền thống thuộc huyện Gia Lộc- Hải Dương Thân cây Thài lài tím được thu thập tại vườn thực nghiệm - Khoa sinh học - Trường ĐHSP Hà Nội làm đối tượng nghiên cứu Nguồn nước ô nhiễm lấy tại các địa điểm khác nhau của Sông Tô Lịch, Sông Nhuệ, Sông Lừ và Sông Sét (thuộc khu vực Hà Nội) Các đoạn sông thu mẫu nước được thống kê ở bảng 2.1: Bảng 2.1: Đoạn sông thu mẫu nước sử dụng trong nghiên cứu. .. độ nghiên cứu đều gây ra một số bất thường trong phân bào và làm giảm chỉ số phân bào ở các tế bào đỉnh rễ hành tây Cầu nhiễm sắc thể, nhiễm sắc thể di chuyển chậm, lệch cầu, thiếu phân chia tế bào chất và một số bất thường khác đã được quan sát trong các giai đoạn khác nhau của quá trình nguyên phân Hơn nữa, cũng quan sát thấy những tác động tiêu cực của các mẫu nước thải trên nhiễm sắc ngưng tụ trong. .. lấy tại phòng thí nghiệm bộ môn Di truyền học - Khoa Sinh học – Trường ĐHSP Hà Nội Sau đó chúng tôi sử dụng củ hành ta (40 củ) và hành tây (40 củ), thài lài tím (40 cành) đồng đều về kích thước, chiều dài đốt để được cho mỗi thí nghiệm Các củ hành và thân cây thài lài tím được trồng trên lọ thủy tinh trong 100ml ở các độ pha loãng khác nhau của nước sông Sau 72h tiến hành thu mẫu rễ hành ta và hành. .. Từ Liêm ô nhiễm gia tăng rõ rệt, chất lượng nước chỉ đạt loại ô nhiễm trung bình đến ô nhiễm nặng do nhận nước tưới tiêu nông nghiệp của quận Bắc và 16 Nam Từ Liêm và nước thải làng nghề, sinh hoạt ở hai bên bờ sông Ô nhiễm nặng và nghiêm trọng từ khu vực quận Hà Đông trở về hạ lưu (huyện Phú Xuyên, Ứng Hòa) [9] [10] 2.1.3.2 Thực trạng chất lượng nước sông Tô Lịch Sông Tô Lịch là sông thoát nước dài... các thế hệ cơ thể: Phân bào nguyên nhiễm Nguyên phân là phương thức sinh sản của tế bào và của các cơ thể đơn bào Nhờ quá trình phân bào nguyên nhiễm mà cơ thể của các loài sinh vật đa bào mới có thể tăng trưởng Khi sự phân bào bị ức chế (do khối lượng mô hoặc cơ quan đạt mức tới hạn) thì mô và cơ quan ngừng sinh trưởng Phân bào nguyên nhiễm là phương thức qua đó tế bào mẹ truyền thông tin di truyền... dụng trong nghiên cứu Sông Sông Nhuệ Sông Tô Lịch Sông Lừ Sông Sét Cầu Đông Tác Hồ Bảy Mâu Đoạn sông 1 Cống Liên Mạc Cống Hoàng Quốc Việt 33 2 Cầu Diễn Cầu Mới Cầu Phương Liệt Cầu Sét 3 Cầu Hữu Hòa Đập Thanh Liệt Cầu Định Công Hồ Yên Sở Hành ta Hành tây Thài lài tím Hình 2.1: Một số hình ảnh về các đối tượng nghiên cứu 2.2 Phương pháp nghiên cứu 34 2.2.1 Phương pháp lấy mẫu nước và đánh giá khả năng... vòng thể nhiễm sắc hoặc vòng chromatit có hoặc không có tâm động 2.1.3 Thực trạng chất lượng nguồn nước ở một số sông tại Hà Nội 2.1.3.1 Thực trạng chất lượng nước sông Nhuệ Đoạn sông Nhuệ chảy qua địa bàn Hà Nội lấy nước từ Sông Hồng trong địa phận quận Bắc Từ Liêm, chảy qua quận Nam Từ Liêm rồi về Hà Đông Sông Nhuệ vừa là kênh tưới vừa là kênh tiêu nước của hai quận Từ Liêm Kết quả phân tích mẫu nước. .. - phân bào giảm nhiễm (n) - thụ tinh (2n) v.v Nếu không có phân bào giảm nhiễm thì qua các thế hệ bộ NST của loài sẽ tăng từ 2n → 4n → 8n v.v Phân bào giảm nhiễm xảy ra ở tế bào sinh dục đi vào giai đoạn chín Quá trình phân bào giảm nhiễm trải qua 2 lần phân bản liên tiếp: phân bào giảm nhiễm I và phân bào giảm nhiễm II Mỗi lần phân bào đều trải qua các kỳ biến đổi của NST Kết quả của quá trình phân. .. thải sinh hoạt hòa lẫn nước công nghiệp tập trung ở khu vực Thượng Đình, cầu Bươu và hàng trăm cơ sở lớn nhỏ xen kẽ trong khu dân cư Dọc sông Tô Lịch có 15 cửa xả nước thải Vào mùa mưa, do nước mưa làm pha loãng các chất nên mức độ ô nhiễm giảm nhiều Theo các nghiên cứu khảo sát thì nước sông Tô Lịch nhiễm bẩn chủ yếu là COD, BOD, chất rắn lơ lửng (SS), NO2 và coliform cả mùa mưa và mùa khô, nước sông. .. Một số loài thực vật chỉ thị thường được sử dụng trong nghiên cứu ô nhiễm Để đánh giá ảnh hưởng của các chất gây độc có trong nguồn nước ô nhiễm, thường sử dụng các loài thực vật như là Vicia faba do NST có kích thước lớn, dễ dàng quan sát các bất thường NST, các hạch nhân trong quá trình phân bào của các tế bào đỉnh rễ Vicia faba đã được sử dụng đầu tiên trong các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của