6种兰科植物菌根的显微及超微结构研究

【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法,用分离自野生状态的菌根真菌菌株CLB113和CLB111接种春兰(Cymbidium goeringii)、墨兰(Cymbidiumsinense)、虎头兰(Cymbidium hookerianum)和卡特兰(Cattleyasp.)、齿瓣石斛(Dendrobium devonianum)、长距石斛(Dendrobium longicornu)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。     

4种地生兰菌根的显微结构研究

【目的】研究春兰(Cymbidium goeringii)、墨兰(C.sinense)和兜兰属(Paphiopedilum)的杏黄兜兰(P.armeniacum)、飘带兜兰(P.parishii)4种地生兰菌根的显微结构,了解菌根真菌与地生兰生长之间的关系,为地生兰的多样性保护提供参考。【方法】利用光学显微镜及石蜡连续切片的方法,用分离自野生地生兰的菌根真菌菌株CLB113和CLB111,接种4种地生兰种子萌发无菌组培苗,使地生兰形成菌根,观察菌根的结构、菌丝侵入途径及菌丝结在皮层中的消长状况,并与野生状态下地生兰的菌根进行比较,从形态学角度分析菌根真菌与地生兰的共生关系。【结果】菌根从外到内分为根被、皮层和髓3部分,其中菌根真菌通过根被进入皮层,并在皮层组织中形成分布不匀、形状大小不一、较深颜色的菌丝结,并在不同时期有着不同的形态学变化。地生兰根部有3种不同形态的菌丝,分别为丝状菌丝、菌丝结和菌丝结残片。菌丝结被消解吸收之后,周围的菌丝会继续形成新的菌丝结。伴随新菌丝的生长和侵入,菌根真菌可不断地为地生兰提供营养物质,促进其快速生长发育。【结论】与非菌根相比,地生兰菌根的基本结构没有明显变化,但菌根中有入侵的菌根真菌,皮层组织中有菌丝结存在。     

春兰菌根结构的研究

对春兰菌根的显微结构进行了观察,结果表明,春兰的根具有典型的兰科菌根结构,菌根真菌破坏根被组织使之成为凹陷小孔,再由外皮层的通道细胞进入皮层细胞定植,在皮层中层近圆形细胞中形成菌丝团,主要分布根的中部;春兰菌根真菌对其宿主的细胞核大小及形状有一定的影响。     

独花兰菌根的初步研究

该文对独花兰的菌根结构和真菌类群进行了初步研究,以期填补中国独花兰菌根真菌研究的空白,最终达到保护独花兰种质资源、开发和利用独花兰的目的.实验采用徒手切片,酸性品红乳酚油染色法,在光学显微镜下观察菌根的基本结构,并对独花兰的菌根组织进行真菌分离.独花兰具有典型的兰科植物菌根构造,在光学显微镜下可以观察到菌根真菌从根毛进入根被和外皮层,通过通道细胞侵入到皮层薄壁组织,在皮层薄壁细胞内形成菌丝团.通过两次分离,共得到36个菌株,属于担子菌和有丝孢菌,其中优势种属为镰刀菌属将16个菌株接种在华石斛组培苗上,有10个菌株对幼苗生长有不同程度的促进作用,其中有1个菌株（DHL-19）处理苗与对照差异达到显著水平（α＝0.05）,2个菌株（DHL-16、DHL-17）处理苗与对照差异达到极显著水平（α＝0.01）.在3个接菌处理苗的营养根中均分离获得了原接种菌,切片观察能看到少量菌丝团.因此,DHL-16、DHL-17、DHL-19这3个菌株初步确定是兰科植物的菌根真菌.      

独蒜兰共生菌根真菌动态变化研究

采用兰科植物菌根真菌单菌丝团分离方法,对独蒜兰盛花期和盛叶期菌根真菌进行了分离培养,结果发现根形成早期、根伸长区和近根尖成熟区、外皮层细胞中以生长快、气生菌丝发达的印Epulorhiza属菌根真菌为主,成熟根、近根基部成熟区、皮层中部及内皮层细胞中以生长慢、气生菌丝不发达的Epulorhiza属菌根真菌为主.生长快、气生菌丝发达的Epulorhiza属菌根真菌对寄主的侵染力强,对菌根的形成及独蒜兰的生长发育起着关键性的作用;生长慢、气生菌丝不发达的菌根真菌对寄主的侵染力弱,对菌根的维持起重要作用;这两类Epulorhiza属菌根真菌协同作用,共同促进菌根的形成和维持,这为组培苗的菌根化提供了一个新的思路.     

松口蘑与赤松形成的外生菌根形态结构初步研究

对松口蘑菌丝与赤松根形成的外生菌根形态特征和解剖结构进行了初步研究。结果表明:感染松口蘑菌丝的赤松根呈不规则的多分支状或扫帚状,表面覆有松口蘑菌丝,但不形成由菌丝构成的菌鞘。赤松幼根感染松口蘑菌丝的部分呈暗褐色至黑色。被菌丝侵染表皮的细胞壁明显增厚,细胞内容物浓缩、变暗,皮层细胞内有明显的、淀粉粒样的大颗粒,细胞质浓缩、变暗。皮层细胞间不形成明显的“哈蒂氏网”。以上结果表明,松口蘑与赤松形成的外生菌根与典型的外生菌根明显不同。     

鹅毛玉凤花内生真菌的初步研究

对鹅毛玉凤花菌根的基本结构进行了研究。发现,其菌根菌是通过根毛进入根被细胞,进而向通道细胞和皮层细胞侵染;经春、秋两季用鹅毛玉凤花菌根真菌单菌丝团进行真菌分离,共得到186个菌株,其中优势种属为兰科丝核菌类。结果表明,鹅毛玉凤花具有典型的兰科植物菌根构造,菌根菌的种类与季节有关。     

黑龙江省野生鹿蹄草菌根显微结构观察

采用锥虫蓝染色压片和石蜡切片方法,对不同生长时期的黑龙江省野生鹿蹄草(Pyrola calliantha)样品菌根进行显微观察。结果表明,鹿蹄草菌根中菌丝的侵染、定殖和消解均随生长发育的变化而变化;在营养生长期和生殖生长期,鹿蹄草菌根中出现大量菌丝,两个时期的菌丝特征有所不同:营养生长期菌丝初步侵染皮层细胞,松散缠绕,生殖生长期菌丝大量侵染皮层细胞,形成菌丝团;在休眠期,皮层第二层细胞中富集大量球形孢子。     

菌根真菌对铁皮石斛生长和矿质元素的影响

铁皮石斛组培苗接种6个真菌菌株,培养60 d后,接菌苗的平均鲜重增长率均高于对照,其中接种GS222、GDB162、GDB254、MLX102菌株的苗平均鲜重增长率均达到极显著差异(α=0.01),接种CLN103、CLX104的苗达到显著差异(α=0.05);接菌苗的各矿质元素(除Zn外)含量也均高于对照。接菌苗的营养根重分离获得原接种菌株。显微观察到在皮层和中柱组织形成菌丝结等典型的共生结构,表明接种菌株已与铁皮石斛根共生形成了菌根,对铁皮石斛的生长和矿质元素的吸收有较明显促进作用。由此可认为GS222、GDB162、GDB254、MLX102、CLN103、CLX104是铁皮石斛优良的菌根菌株。     

大兴安岭地区野生蓝莓菌根真菌着生状态的初步观察

对我国大兴安岭地区野生蓝莓资源中菌根真菌进行了实地采样调查,通过压片法对野生蓝莓菌根真菌着生状况进行了研究.结果表明:菌根真菌对野生蓝莓的侵染率在75%左右.外生菌丝有隔,菌丝可以通过一个或多个侵入点侵入同一根段或不同根段;观察到2种内生菌丝体类型:穿梭于细胞间的菌丝和胞内菌丝团.另外,还观察到菌丝体侵入细胞形成的一种"扳口"状结构和根表皮细胞的缺失.研究认为,大兴安岭野生蓝莓中菌根真菌侵染率较高,菌丝侵染方式多样.     

杂交兰组培苗与内生真菌共生培养体系的构建

为了筛选出对杂交兰组培苗生长有益的菌株,采用4种内生真菌(被孢霉属Mortierella sp.),通过固体菌剂和液体菌剂2种接种方式,建立杂交兰组培苗与真菌的共生培养体系。共生培养150 d后,运用石蜡切片法观察到菌丝、菌丝结等典型的菌根结构。结合重分离真菌形态观察和分子鉴定,确定重分离菌株均为原接种菌株。结果表明:液体菌剂接种方式相比固体菌剂,对杂交兰组培苗生长的促进作用显著;菌株FC5和FC9液体菌剂对杂交兰组培苗的生长促进作用显著;FC17液体菌剂对杂交兰组培苗根部生长促进效果显著。     

春兰菌根真菌的筛选

地生兰组织培养存在移栽无菌苗成活率低、生长缓慢、开花迟缓、花小甚至不开花等问题,这些与缺少共生的菌根真菌有关。用分离自云南保山、大理等地野生春兰菌根中的内生真菌19个菌株接种春兰组培幼苗,经4.5个月的共生培养,兰苗叶色正常,根系生长良好。测定植物生长量,从长势有明显提高的接菌苗进行重分离及菌根的显微结构观察,确定春兰菌根的形成,并筛选出春兰的有效共生菌根真菌为CLB111,CLB113和MLX102。通过接种处理后春兰苗的鲜重增长率分别为70.6%、70.2%、68.6%,而不接菌的对照仅为45.6%,与对照差异达0.01极显著水平。结果表明这3个菌株均为春兰的菌根真菌的优良菌株.     

半夏丛枝菌根真菌侵染模式及侵染率动态变化

通过染色镜检法观察栽培及野生半夏丛枝茵根,研究其类型、结构,阐述栽培及野生半夏丛枝茵根真茵的侵染模式及全年中侵染率的动态变化.结果表明:半夏根内存在茵丝、丛枝、泡囊等典型丛枝茵根结构,茵根结构类型包括Arum型、Paris型及其交叉型等.丛枝茵根真茵对半夏的侵染率随季节变化而变化,从早春开始上升.夏秋季达到顶峰.而后开始下降;且同一季节中丛枝茵根真茵侵染率野生半夏高于栽培半夏.表明,野生半夏生长环境更适宜丛枝茵根真菌生长,栽培半夏退化可能与半夏共生真菌有关.     

人参VA菌根真菌双重培养体系的建立

研究了以人参VA菌根真菌地球囊霉(Glomus geosporum)的孢子及附着有外生菌丝的人参小根段为繁殖体，以转Ri T-DNA胡萝卜发状根为携带VA菌的成体，建立人参VA菌的双重培养体系。结果表明：采用此种方法建立人参VA菌根真菌双重培养体系是可行的。     

两种内生真菌对大花蕙兰的共生效应比较

为探讨益生真菌对大花蕙兰组培苗生长的促进效应,从野生兰科植物根系分离的内生真菌中筛选出2株真菌菌株C2y1和S1g1,对其进行形态特征和ITS序列鉴定,分析2株真菌共生对大花蕙兰幼苗营养生长、矿质元素吸收以及叶绿素含量的影响,并检测了真菌在兰花根系中的定殖特点。结果表明:2株真菌能促进大花蕙兰植株根系生长、总生物量增长和叶绿素含量增加;C2y1相比于对照能显著促进大花蕙兰幼苗对N、P、K、Fe等矿质元素的吸收,尤其是菌根化苗Fe元素含量高出对照163.24%;菌株S1g1则显著促进植株对Ca、Mn、Zn的吸收,处理植株的Ca和Zn含量高出对照62.00%和68.09%;形态结构和ITS序列分析鉴定表明C2y1为兰科丝核菌类瘤菌根菌属(Epulorhizasp.)真菌,S1g1为黄丝菌科Cephalotheca属真菌。显微结构分析表明,C2y1菌丝可侵入兰根皮层细胞,并形成典型的菌丝结,而S1g1仅在兰根的根被组织聚集。菌根化可有效促进大花蕙兰组培苗的营养生长和矿质元素吸收,而不同种类的真菌对其促进效应表现出一定程度的互补性。     

杜鹃兰菌根结构显微观察初报

对杜鹃兰根的显微结构进行了观察,结果表明,杜鹃兰根具有典型的兰科植物菌根结构,皮层中有大量菌根真菌形成的菌丝球。菌丝球主要分布在根的基部和中部,菌丝球平均数为93个,根尖分布较少,菌丝球平均数为40个。