根瘤和菌根

根瘤和菌根

植物的根与土壤的微生物有着密切关系。微生物不但存在于土壤中，甚至也存在于一部分植物的组织里，与植物共生。高等植物与微生物共生的现象，通常有两种类型，即根瘤与菌根。

一、根瘤

在豆科植物的根系上，常具有许多形状各异、大小不等的瘤状突起，称为根瘤。根瘤是由生活在土壤中的根瘤菌侵入到根内而产生的。根瘤菌自根毛侵入，存在于根的皮层薄壁细胞中，一方面在皮层细胞内大量繁殖，另一方面分泌物刺激皮层细胞进行迅速分裂。使细胞的数目显着增加。这样皮层局部体积膨大和凸出，例形成了一个个瘤状突起物，即根瘤。

根瘤菌和豆科植物的关系是一种相互有利的共生关系。一方面根瘤菌可以从根的皮层细胞中吸取其生长发育所需的水分和养料，另一方面根瘤菌能固定空气中的游离氮素，转变为氨，供豆科植物利用。这种作用叫做固氮作用。而且根瘤菌所制造的一部分含物质还可以从豆科植物的根部分解到土壤中，为其它植物的根所利用，所谓“种豆肥田”就是这个道理。这也是农业生产上施用根瘤菌肥，与豆科作物间作和栽种豆科植物作为绿肥的原因。但要注意，根瘤菌和豆科植物的共生是有选择的，一种豆科植物通常只能与一种或几种根瘤菌相互适应而共生，如大豆根只能与大豆根瘤菌共生而形成根瘤。

在自然界，除豆科植物外，还发现有100多种植物，如早熟禾属、看麦娘属、胡颓子属、木麻黄属等植

物的根，都可以结瘤固氮。

二、菌根

有些种子植物的根常与土壤中的真菌结合在一起，形成一种真菌与根的共生体，称为菌根。根据菌丝在根中生存的部位不同，可将菌根分为两类。

1．外生菌根。真菌菌丝大部分包被在植物幼根的表面，形成白色丝状物覆盖层，只有少数菌丝伸入根的表皮、皮层细胞的胞间隙中，但不侵入细胞之中。以菌丝代替了根毛的功能，增加了根的吸收面积，具有外生菌根的根尖通常略变粗。如马尾松、云杉、栎属等。

2．内生菌根。真菌的菌丝通过细胞壁大部分侵入到幼根皮层活细胞内，呈盘旋状态。在显微镜下，可以看到表皮细胞和皮层细胞内散布着菌丝，这就是内生菌根的特点。如胡桃、桑、葡萄、李、杜鹃及兰科等植物的根内，都有内生菌根。

此外，还有一些植物具有内外生菌根，它们是两种菌根的混合型。在这种菌根中，真菌的菌丝不仅从外面包围根尖，而且还伸入到皮层细胞间隙和细胞腔内，如苹果、草莓等植物具有这种菌根。

真菌是低等的异养生物，它们自己不能制造有机物，当其和高等的绿色植物共生在一起时，即可从对方吸取自身在生长发育过程中所需要的碳水化合物、氨基酸等有机养料，同时它们可以把菌丝吸收珠水分、无机盐等供给绿色植物使用，以帮助它们生长。此外，菌根能够产生植物激素，维生素B，维生素B等刺激根系的发育，对高等绿色植物的生长有良好的影响。

有些具有菌根的树种，如松、栎如果缺乏菌根，就会生长不良，所以在荒山造林或播种时，常预先在土壤内接种需要的真菌，或事先让种子感染真菌，以使这些植物菌根发达，保证树木生长良好，但在某些情况

下，二者也发生矛盾，如真菌过旺生长会使根的营养消耗过多，树木生长不良。

许多植物的根系与土壤中的微生物建立了共生关系，在植物体上形成菌根或根瘤。某些种子

植物的根与土壤真菌共生所形成的共生体，称为菌根。根据真菌对寄主皮层细胞浸染的情况，

又分为两种类型：(1) 外生菌根，真菌形成一鞘层，即菌丝罩，整个包裹着幼根的外部，只

有少数菌丝侵入到根皮层的细胞间隙中，如松树、栎树等。(2)内生菌根，真菌形成不明显

的罩子，而大部分菌丝均侵入到根部皮层的细胞内部，如兰属、草莓等。菌根真菌的菌丝如

同根毛一样，起吸收水分与矿质营养的作用。还能将土壤中的矿质盐和有机物质，转变为易

于寄主吸收的营养物质，以及可制造维生素等，供给根系。而寄主植物分泌的糖类、氨基酸

及其他有机物质又可供真菌生活，因此两者为共生关系。

豆科植物与根瘤细菌的共生体，即为根瘤。根瘤的维管束与根的维管柱连接，两者可互通营

养，一方面豆科植物将水分及营养物质供给根瘤细菌的生长；另一方面根瘤细菌也将固定合

成的铵态氮，通过输导组织运送给寄主植物。