全 文 ：微生物学通报 Jun 20, 2008, 35(6): 909~912
Microbiology © 2008 by Institute of Microbiology, CAS
tongbao@im.ac.cn
基金项目：贵州省自然科学基金资助项目(No. 20052020)
* 通讯作者：Tel: 0851-3761761; : liuzuoyi@yahoo.com.cn
收稿日期：2007-10-25; 接受日期: 2007-12-31
研究报告
独蒜兰种子共生萌发研究
杨友联 1,2 刘作易 1* 朱国胜 1
(1. 贵州省农业生物技术重点实验室 花溪 550006)
(2. 六盘水师范高等专科学校生物与地理科学系 水城 553004)
摘 要: 采用从独蒜兰分离的菌根真菌与其种子在燕麦培养基上共生萌发。结果表明 GN21、GN23
和 GN24 的作用效果较好, 其中 GN21 萌发率 84.6%, 高于对照 7 个百分点, 达到显著性。同时也
表明, 从同一兰科植物分离到的属于同一属的不同菌根真菌种, 有的能明显促进种子萌发, 有的
却不能促进萌发, 甚至产生病斑, 引起原球茎死亡。
关键词: 独蒜兰, 共生萌发, 菌根真菌
Study on Symbiotic Seed Germination of Pleione
bulbocodioides (Franch) Rolfe
YANG You-Lian1,2 LIU Zuo-Yi1* ZHU Guo-Sheng1
(1. Key Lab of Agricultural Biotechnology of Guizhou Province, Guizhou Academy of Agricultural Science, Huaxi 550006)
(2. Department of Biology and Geography, Liupanshui Teachers’ College, Shuicheng 553004)
Abstract: The symbiotic seed germination of Pleione bulbocodioides (Franch.) Rolfe, a traditional Chi-
nese medicine, was investigated. The results showed that the mycorrhizal fungi isolated from pleione
bulbocodioides, GN21, GN23 and GN24 promoted the seed germination evidently, and the germination rate
of GN21 was up to 84.6%, much better than the others and control. However, the fungal species isolated
from the same species of orchid, even if belonging to the same genus, could not be always to stimulate the
seed germination, some species even became pathogens under the circumstances of poor nutrition.
Keywords: Pleione bulbocodioides, Symbiotic seed germination, Mycorrhizal fungus
独蒜兰(Pleione bulbocodioides(Franch.)Rolfe)属
兰科独蒜兰属植物, 其球茎入药, 在中药中称作冰
球子 , 与杜鹃兰(Cremastra appendiculata)(毛慈姑)
合称山慈姑[1]。始载于《本草拾遗》, 具有清热解毒,
化痰散结的功效, 用于治疗痈肿疔毒、瘰疬痰核、
淋巴结结核和蛇虫咬伤等, 近年因抗癌作用而引起
更多的关注[2]。同时, 独蒜兰花大而艳丽, 具有较高
的观赏价值, 美、日、欧等地区将其作为观赏植物
进行盆载, 并且已少量进入商业性栽培[3]。目前, 主
要靠野外采挖后利用球茎分株繁殖来满足市场的需
要。兰科植物的种子十分细小, 一颗蒴果就含有上
万粒轻如尘埃的种子, 绝大多数兰科植物的种子需
要其菌根真菌提供一定的营养物质才能很好的萌
发。因此, 采用独蒜兰的种子与其菌根真菌共生萌
DOI:10.13344/j.microbiol.china.2008.06.028
910 微生物学通报 2008, Vol.35, No.6
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发, 以筛选能促进种子萌发的菌株, 并取得了初步
成功。
1 材料和方法
1.1 试验材料
1.1.1 种子的采集及处理：种子采集于贵州省水城
县, 东经 104º33′57″, 北纬 26º02′26″, 海拔 2100 m~
2200 m。十月中旬种子变黄未开裂时采种。采种后
暂时保存于无菌试管, 带回实验室后 0.1%的升汞表
面消毒 10 min, 无菌水冲洗 6 次, 干燥后放入无菌
试管中, 暂存于 4℃冰箱中备用。
1.1.2 播种培养基：燕麦培养基(OMA)：2.5 g/L燕
麦粉, 7.0 g/L琼脂, pH 5.8, 灭菌备用。对照培养基
采用不接菌的燕麦培养基。
1.1.3 供试菌株及活化：GN09、GN10、GN21、
GN22、GN23、GN24、GN30、GN31 和 GN32 共 9
株分离自独蒜兰的菌根真菌, 经 PDA 培养基, 25℃
下暗培养活化后备用。
1.2 实验方法
1.2.1 播种及培养条件：播种参考 Dixon 的方法[4],
将已表面消毒的蒴果一端剪开一个小孔, 轻挤蒴果,
将 100~200粒种子播种在一张 1 cm~4 cm大小置于
播种培养基表面的无菌滤纸上。培养基接种量约
2 mm3 含有单一菌根真菌纯培养物的琼脂块。对照
处理不接菌, 每处理 4 个重复。用封口膜密封后置
人工气候箱中培养 , 培养条件：光照周期为
14 h/10 h L/D, 光照强度为 2000 Lx~3000 Lx, 温度
23℃±1℃。每周观察 1 次, 播种培养 5 周时镜检
记数。
1.2.2 萌发阶段的划分：参考 Zettler的方法[5], 将萌
发状态划分为 4个阶段。0、种子没有萌发, 未膨大,
较小; 1、分化形成胚根(rhizoids), 已萌发; 2、种衣
被膨大的胚撑裂; 3、出现原分生组织(如图 1)。
1.2.3 数据的处理：低倍镜下记数, DPSv5.02 Dun-
can新复极差法统计分析。
2 结果
2.1 共生萌发形态观察
显微镜下, 与真菌共培养的绝大多数种子表面
有稀疏菌丝缠绕, 萌发种子呈绿色, 较大, 种衣被
膨大的胚撑裂 , 且长出胚根 ; 没有萌发的种子
图 1 种子萌发阶段
Fig. 1 Germination stages of Pleione bulbocodioides in
vitro
注: 0: 种子没有萌发; 1: 分化胚根(已萌发); 2: 种衣被膨大的胚撑
裂, 胚根增多; 3: 出现原分生组织, 如箭头所示
Note: 0: No germination; 1: Production of rhizoids (germination); 2:
rupture of the testa by enlarged embryo; 3: Appearance of promer-
istem, denoted by arrow
浅黄色或土黄色 , 较小 , 没有长出胚根(图 2A)。
GN21 经鉴定隶属于木霉属, 在营养贫瘠的共生培
养基中产生不规则颗粒状的黑色孢子团(Pustule),
由分生孢子及分生孢子梗聚集形成, 部分孢子团将
种子几乎包裹了起来, 但种子仍然正常萌发(图 2B);
GN24 在共培养培养基上大量产孢 , 甚至在种子
表面的菌丝也产孢 , 但种子也仍然正常萌发 (图
2C); 同时, 尽管在 GN31 共培养的种子上出现厚垣
孢子, 种子也健康萌发(图 2D)。此外, 在与 GN30
和 GN31 共培养的种子上形成黑色病斑, 引起种子
死亡。
2.2 共生萌发率
播种约 2 周后种子开始逐渐膨大, 颜色由土黄
色开始变绿。第 5周时镜检记数, 结果如表 1。由表
可知 , 独蒜兰种子较容易萌发 , 在无菌不添加任
何激素的情况下, 总萌发率就已达到 77.6%, 但以
GN09、GN21、GN23、GN24 和 GN31 共 5 株菌
株共生萌发时总萌发率高于无菌萌发, 其中 GN21
萌发率 84.6%, 高于对照 7.0个百分点, 达到显著性
(P<0.05)。种子与 GN10、GN22、GN30 和 GN32
共 4 株菌株共生萌发时总萌发率低于对照。从萌
发阶段来看, 与 GN23 等 3 株菌株共生萌发的种
子没有萌发到阶段 3, 其余的都达到阶段 3, 且高于
对照。
杨友联等: 独蒜兰种子共生萌发研究 911
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图 2 菌根真菌与独蒜兰种子共生培养
Fig. 2 Symbiotic seed germination of Pleione bulbocodioides in vitro
注: A: 对照(×100); B: 种子与 GN21 共生萌发, 孢子团将种子包裹(如箭头所示, ×100); C: 种子与 GN24 共生萌发, 大量产孢(如箭头所示,
×100); D: 种子与 GN31共生萌发, 种子上有厚垣孢子(如箭头所示, ×200)
Note: A: Control (×100); B: Germination with GN21, germinating seed is wrapped by pustules (×100), denoted by arrow; C: Germi-
nation with GN24, GN24 produce many conidia (×100), denoted by arrow; D: Germination with GN31, GN31 produce many chla-
mydospores on seeds (×200), denoted by arrow
表 1 独蒜兰菌根真菌与种子共生萌发率
Table 1 Symbiotic seed germination rates of Pleione
bulbocodioides on OMA medium
菌株
Strains
各萌发阶段百分率
Germination percentage of stages (%)
总萌发率
Total (%)
0 1 2 3
CK 22.4 55.2 21.3 0.1 77.6
GN09 24.3 37.6 37.0 3.1 77.7
GN10 22.8 31.2 42.9 3.1 77.2
GN21 15.4 42.1 41.2 1.3 84.6 a
GN22 24.3 43.8 29.9 2.0 75.7
GN23 22.1 50.2 27.7 0.0 77.9
GN24 17.4 46.4 35.2 1.0 82.6
GN30 40.5 45.1 13.7 0.0 58.8
GN31 18.9 43.6 36.4 1.2 81.2
GN32 78.1 14.8 7.1 0.0 21.9
注：a: 显著促进种子萌发(P<0.05)
Note：a: Promotes the seed germination significantly(P<0.05)
3 分析与讨论
独蒜兰种子无菌萌发时, 萌发率较高, 为兰科
种子中较容易萌发的种子类型。但独蒜兰种子与菌
根真菌共生萌发时, 部分菌根真菌能提高种子的萌
发率, 效果较好的菌株有 GN21、GN24和 GN31, 其
中 GN21达到显著性。3株菌株分别隶属于木霉属、
拟青霉属和镰孢菌属, 该 3 个属的真菌种曾多次被
不同研究者从不同的兰科植物的根中分离到 [6−8]。
GN24属拟青霉属, 比对照高出 5个百分点, 明显促
进种子萌发。有趣的是, GN22和 GN23也隶属于拟
青霉属, 但对种子萌发影响较小。与此类似, GN30、
GN31和 GN32都为镰孢菌属真菌, 但仅有 GN31能
促进种子萌发, 而 GN30 和 GN32 不能促进种子萌
发。这与郭顺星等的研究结果相似, 如同为从铁皮
石斛中分离到的 3 株瘤菌根菌属的真菌中, 仅有 1
株能促进铁皮石斛的种子萌发[9]。这表明, 即便是从
同一兰科植物中分离到的同一真菌属菌根真菌, 不
同的种会有不同的效果, 有的能明显促进种子萌发,
有的却不能。就镰孢菌属真菌而言, 早在 19世纪初,
就有报道认为其能够促进兰科植物的种子萌发, 但
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随后遭到否定, 近年来, 又有证据对其作用给予肯
定[10]。在本研究中, 镰孢菌属中的 3 株菌株的效果
表现出差异性, 这说明, 此前的争论可能是因为各
研究者采用该属中的不同的种或菌株进行试验所导
致的。
Johnson 等在研究兰科植物 Eulophia alta 种子
共生萌发时, 曾观察到部分菌株导致种子产生病斑,
并认为是由于共生萌发时的营养紧张导致菌根真菌
转变为病原菌或由于缺少光照使原球茎不能进行菌
根异养(Heteromycotrophic)而引起的 [11]。Beyrle 等
认为, 菌根真菌与寄生真菌的界定部分地由菌根真
菌的营养的可获得性确定[12]。即当营养缺乏时, 菌
根真菌有可能成为病原菌并引起组织坏死。本实验
中, 采用了营养含量较低的OMA培养基, 光照周期
为 14 h /10 h L/D, 在与 GN30和 GN32共培养的已
萌发的种子上出现了病斑, 这表明营养的缺乏可能
是导致菌根真菌转变为寄生菌的主要原因之一。
利用种子无菌繁殖被认为是兰科植物的最有效
的繁殖方式, 而共生萌发被认为是十分繁琐的[13]。
应当指出的是 , 在共生萌发中 , 种子萌发得更快 ,
如 GN09, GN10 和 GN21 等菌株能使种子更快地到
达阶段 2 和阶段 3, 比对照更早出现分生组织。
Johnson等在研究 Eulophia alta共生萌发时, 培养 28
周后观察到共生萌发的种子分化出极长的真叶, 而
无菌萌发的种子仅出现大量假根, 只有极少的个体
分化出可见的真叶[11]。更为重要的是, 当菌根化的
幼苗移植到野外时比无菌培育的幼苗有更高的存活
率, 生长速度也更快, 这对于濒危兰科植物的保护,
尤其是对具有较高经济价值的药用和观赏用兰科植
物的保护与开发利用具有重要的意义。
参 考 文 献
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