6种兰科植物菌根的显微及超微结构研究2009

同兰科植物真菌的入侵方式不同 ,地生兰菌根真菌是通过破坏根被组织侵入根皮层细胞 ,而附生兰菌根真菌是通过
通道细胞进入 ;在光镜下观察到的菌丝结 ,在电镜下是真菌菌体围绕皮层细胞核所形成的 。【结论】兰花与菌根真菌
的共生机理是 ,菌根真菌侵入兰花的皮层细胞内 ,使其中存在有大量新定殖的菌丝和正在被消化的菌丝 ,随着菌丝及
Study on observation of the mycorrhiza under optical
and electronic micro scop e of six orchids
WU J ian2ro nga , L V Meib , L IU Ting2tinga ,L IU Lia ,MA Huan2chengb
Abstract【: Objective】The mycorrhizal of orchids is a nat ure p heno meno n , but how does t he f ungus p rovides nut ritio n for t he orchids to support t he growt h is t he solutio n to manual cultivatio n of orchids. 【Met hod】Optical and elect ro nic micro scope was used to o bserue CLB113 etc【. Result】We fo und t he pat h2 way of infectio n and st ruct ure of myco rrhizal in Cy m bi di um goeri n gi i , C. si nense , C. hookeri anum and Den2 d robi um devoni num etc , which demo nst rated t hat t hey had t ypical o rchidaceo us root s wit h velamen and t hick cortical tissue. Fo r t he terrest rial orchids ,t he infectio n pat hway was t hat f ungi invaded velamen first2 ly and t hen entered co rtical tissue by breaking t he velamen. But fo r D. devoni num of o rchid ,t he f ungi en2 tered t he cortical tissues t hro ugh passage cell and t he colo nized and infected ot her cell s co ntinuo usly by means of hyp ha penet rating t he cell wall .【Co nclusio n】Thus ,it can be co ncluded t hat t he mechanism of symbio sis bet ween o rchid and mycorrhizal is as follows :first ,cortical tissues is infected by mycorrhizal . Af2
法 ,用分离自野生状态的菌根真菌菌株 CLB113 和 CLB111 接种春兰 ( Cy mbi di um goeri n gii ) 、墨兰 ( Cy mbi di um
பைடு நூலகம்
si nense) 、虎头兰 (C y mbi di um hookeri anum) 和卡特兰 ( Cattley a sp . ) 、齿瓣石斛 ( Den d robi um devoni anum ) 、长距石斛
200
西北农林科技大学学报 (自然科学版)
第 37 卷
ter t he infectio n ,t here are a lot of peloto ns which appear in dark color and in t he irregular shapes in t he cortical tissue under micro scope o bservatio n. U nder t he elect ro nic o bservatio n ,peloto ns are cell nuclear , surro unded by a gro up of hyp ha. Peloto ns mainly appear in o ut sider layer cell s of t he co rtical tissue and it will p rovide nut rient s for plant s when it is dissolved and absorbed. Then wit h mo re invasio n and growt h of yo ung hyp hae ,endop hytic f ungi can p rovide nut ritio n for rapid growt h of t he plantlet s.
( a Facult y of Protection an d S out hwest Forest Colle ge , b Key L aboratory of B iodi versit y Conservation i n S out hwest Chi na of S t ate Forest ry A d mi nist ration , S out hwest Forest Colle ge , Kunmi n g , Yunnan 650224 , Chi na )
3 [ 收稿日期 ] 2008210227 [ 基金项目 ] 国家自然科学基金项目 (30671717) ;云南省教育厅科学研究基金项目 (06Z057B) ;国家“十一五”科技支撑计划重点项 目 (2008BAC39B05) [ 作者简介 ] 伍建榕 (1963 - ) ,女 ,福建清流人 ,教授 ,博士 ,主要从事森林病理学及资源微生物利用研究 。 E2mail :wujianrong63 @yahoo . co m. cn [ 通信作者 ] 马焕成 (1962 - ) ,男 ,湖南武冈人 ,教授 ,博士生导师 ,主要从事困难地段的生态恢复与生物质能源林培育 。 E2mail : mahuancheng @yahoo. co m. cn
菌丝团被逐渐消解吸收 ,伴随新菌丝的生长和侵入 ,内生真菌可不断地为兰花提供营养 ,促进兰花快速生长 。
[ 关键词 ] 兰科植物 ;菌根 ;显微结构 ;超微结构
[ 中图分类号 ] S682. 310. 1
[ 文献标识码 ] A
[文章编号 ] 167129387 (2009) 0720199209
片[3] ,厚度 8～10μm ,番红 、固绿对染 ,中性胶封片 , 光学显微镜观察及 Niko n Eclip se 800 拍照 ,同时设 组培苗的根为对照 。自然状态下 ,兰根粗大 ,表面具 有多层死细胞形成的根被组织 ,维管束坚韧 ,为了获 得较好的切片效果 ,将浸蜡时间延长为 72 h ,而组培 幼苗的根只需 1/ 2 的时间[5] 。 1. 2. 2 电镜切片的制作 分别将春兰 、墨兰 、虎头 兰 、卡特兰 、齿瓣石斛和长距石斛的根 ,投入用 0. 1 mol/ L 磷酸缓冲液配制的 3. 5 %戊二醛溶液 (p H 7. 2) 中 ,在 4 ℃下固定 2～8 h ,用 0. 1 mol/ L 磷酸缓 冲液洗 4 次 ,每次 15 min ;再放入 0. 1 mol/ L 磷酸缓 冲液配制的 1 %锇酸中 ,室温下后固定 2 h ,再用 0. 1 mol/ L 磷酸缓冲液洗 4 次 ,每次 15 min ,经各级丙酮 系列脱水 ,每次 30 min , Epo n812 包埋 ,在 37 ℃- 45 ℃- 60 ℃聚合 72 h 。包埋块用 L EICA 超薄切片机 切片 ,厚度 500 ! ,切片用醋酸铀和柠檬酸铅双重染 色 。在 J EM2100CX 型 电 子 显 微 镜 下 观 察 并 照 相[627 ] 。 1. 2. 3 6 种兰花与菌根真菌的共生培养 将苔藓 、 蛭石 、河沙按质量比 1 ∶1 ∶1 混合均匀 ,放入白瓷盘 中 121 ℃灭菌 1～1. 5 h ,用于春兰 、墨兰 、虎头兰 、卡 特兰 、齿瓣石斛和长距石斛与丝核菌菌株 CLB113 、 CLB111 共生培养的基质 。苔藓在使用前先用清水 浸泡 ,淋洗 ,挤干水分剪碎 。 1. 2. 4 菌根真菌的培养 将供试菌株 CLB113 、 CLB111 接种于 PDA 培养基上 ,25 ℃恒温培养 ,待 菌丝长满平板后作为一级菌种 。然后将一级菌种接 种到无菌的壳斗科麻栎叶片培养 (采新鲜麻栎叶清 水洗净凉干 ,剪成小片 (0. 5 cm ×0. 5 cm) ,装入组培 瓶中 121 ℃灭菌 45 min) ,25 ℃恒温培养 14 d ,至菌 丝长满叶片作为 2 级菌种 ,接种以上 6 种兰花种子 繁育组培幼苗 ,观察菌根菌的侵入途径[8] 。
Key words :orchid ; myco rrhiza ; micro scope st ruct ure ; ult ramicro scopic st ruct ure
兰科植物与菌根真菌形成菌根是自然界的一种 普遍现象 ,但真菌如何为兰科植物提供营养进行生 长发育是解决人工栽培兰科植物的关键 ,也是我国 兰花资源利用与保护所面临的主要问题[1] 。兰科植 物中有许多药用植物和珍贵花卉 ,它们的根为典型 的单子叶植物类型 ,有较发达的皮层组织 ,内有菌根 真菌共生 。兰科植物的菌根属于内生菌根 ,从根外部 形态观察 ,其与一般营养根没有根本差异[2] 。因此 , 研究菌根真菌的入侵方式和入侵部位、分布及消长 , 需通过显微切片才能观察到 。本研究利用光学显微 镜和电子显微镜连续切片的方法 ,观察比较了 6 种兰 科植物地下营养根的形态解剖结构特征 ,菌根真菌 侵入方式及在菌根内的分布和消长状况 ,以期为菌 根真菌与兰花共生的相互关系提供理论依据 。
(西南林学院 a 保护生物学学院 ,b 国家林业局西南地区生物多样性保育重点实验室 ,云南 昆明 650224)
[摘 要 ] 【目的】探讨 6 种兰科植物地下营养根的形态解剖结构特征 、菌根真菌侵入方式及在菌根内的分布
和消长状况 ,为菌根真菌与兰花共生的相互关系提供理论依据 。【方法】利用光学显微镜和电子显微镜连续切片的方
第 37 卷 第 7 期 2009 年 7 月
西北农林科技大学学报 (自然科学版) Jo urnal of Nort hwest A &F U niversity (Nat . Sci. Ed. )
Vol. 37 No . 7 J ul. 2009
6 种兰科植物菌根的显微及超微结构研究3
伍建榕a ,吕 梅b ,刘婷婷a ,刘 丽a ,马焕成b
1 材料和方法
1. 1 材 料 1. 1. 1 兰科植物种子的来源 春兰 Cy m bi di um goeri n gii (2003201 采自云南保山) 、墨兰 Cy m bi di2 um si nense ( 2003203 采 自 云 南 西 双 版 纳) 、虎 头 兰 Cy mbi di um hookeri anum (采自云南思茅) 、卡特兰 Cattley a sp . (采自云南昆明) 、齿瓣石斛 Den d robi2 um devoni anum (采自中缅边境) 和长距石斛 ( Den2 d robi um lon gicornu) (采自中缅边境) 。 1. 1. 2 野生兰花新鲜营养根的来源 春兰 C. go2 eri n gii (采自云南保山 、大理 、下关) 、墨兰 C. si nense (采自云南西双版纳 、思茅) 、虎头兰 C. hookeri anum (采自云南思茅) 、卡特兰 Cattley a sp . (采自云南昆 明) 、齿瓣石斛 D. devoni anum (采自中缅边境) 、长 距石斛 ( D. lon gicornu) (采自中缅边境) ,均为野生 状态的新鲜营养根[3 ] 。
丝核菌菌株 CLB113 、CLB111 ,保存于西南林学 院 ,经共生体系培养筛选获得[4] 。 1. 2 方 法 1. 2. 1 石蜡切片的制作 取新鲜营养根尖 3～4 cm 长根段 ,流水冲净 ,切成 2～3 mm 长的小段 , FAA 固定 ,系列脱水 ,石蜡包埋 ,旋转切片机连续切
( Den d robi um lon gicornu) 种子繁育组培苗 ,使共生形成菌根 ,观察菌根形成途径及结构 ,并与自然状态下的菌根结构
进行比较 。【结果】经光学和电子显微镜观察发现 ,菌根与非菌根 (组培苗根) 在根的基本结构上没有明显区别 ,两者
之间的主要差异在于根中是否有入侵的菌根真菌 ,在皮层细胞中常见到分布不匀 、形状不一 、着色较深的菌丝结 ;不