全 文 ：２０１５年３月 四川大学学报（自然科学版） Ｍａｒ．２０１５
第５２卷　第２期 Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ） Ｖｏｌ．５２　Ｎｏ．２
收稿日期：２０１３－１０－３０
基金项目：重庆市科委自然科学基金（ＣＳＴＣ２００８ＢＢ５２５９）
作者简介：谭燕（１９８７－），女，重庆开县人、硕士研究生，主要从事药用植物生物技术研究，Ｅｍａｉｌ：ｔａｎｙａｎｈａｐｐｙ＠１２６．ｃｏｍ
通讯作者：李关荣．Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｒｌｉ＠ｓｗｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
ｄｏｉ：１０３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０４９０－６７５６．２０１５．０２．０２９
发根农杆菌诱导的决明毛状根与
实生根的解剖结构比较
谭　燕，米　瑶，黄　靖，朱林慧，李培江，李关荣
（西南大学农学与生物科技学院，重庆４００７１６）
摘　要：为找出发根农杆菌诱导的决明毛状根与其无菌实生根的形态和解剖特征差异，采用体
视显微观察、石蜡切片，番红－固绿染色及多糖－高碘酸－席夫反应染色，显微观察比较决明毛状根
与实生根的形态、解剖结构及淀粉粒分布．结果发现，决明毛状根粗细均匀，根尖较实生根粗壮，
有较多根毛；毛状根较小的表皮细胞和皮层细胞排列紧密而不规则；内皮层细胞排列紧密，细
胞间隙小，凯氏带不明显；毛状根初生木质部为二原型，而实生根为四原型；毛状根形成层细胞
较实生根细胞小、排列紧密、层数多；毛状根根冠几乎没有淀粉粒，而实生根有较多淀粉粒．这
些结果表明，决明毛状根与实生根在外部形态和解剖结构上均存在较大差异．
关键词：决明；毛状根；实生根；解剖结构比较
中图分类号：Ｑ９４４．５　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：０４９０－６７５６（２０１５）０２－０３８３－０５
Ａｎａｔｏｍｉｃａｌ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈａｉｒｙ　ｒｏｏｔｓ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｂｙ　Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ
ｒｈｉｚｏｇｅｎｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｒｏｏｔｓ　ｏｆ　Ｃａｓｓｉａ　ｏｂｔｕｓｉｆｏｌｉａ　Ｌ．
ＴＡＮ　Ｙａｎ，ＭＩ　Ｙａｏ，ＨＵＡＮＧ　Ｊｉｎｇ，ＺＨＵ　Ｌｉｎ－Ｈｕｉ，ＬＩ　Ｐｅｉ－Ｊｉａｎｇ，ＬＩ　Ｇｕａｎ－Ｒｏｎｇ
（Ｃｏｌｅｇｅ　ｏｆ　Ａｇｒｏｎｏｍｙ　ａｎｄ　Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４００７１６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｆｉｎｄ　ｏｕｔ　ｔｈｅ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｎｄ　ａｎａｔｏｍｉｃａｌ　ｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ｒｈｉｚｏ－
ｇｅｎｅｓ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｈａｉｒｙ　ｒｏｏｔｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｓｅｐｔｉｃ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｒｏｏｔｓ　ｏｆ　Ｃａｓｓｉａ　ｏｂｔｕｓｉｆｏｌｉａ　Ｌ．，ｓｔｅｒｅｏｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ　ａｎｄ　ｌｉｇｈｔ　ｍｉ－
ｃｒｏｓｃｏｐｉｃ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐａｒａｆｉｎ　ｓｅｃｔｉｏｎｓ　ｓｔａｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｓａｆｒａｎｉｎｅ／ｆａｓｔ　ｇｒｅｅｎ，ａｎｄ　ｗｉｔｈ　ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ－ｐｅｒｉｏ－
ｄａｔｅ－Ｓｃｈｉｆ （ＰＡＳ）ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｔｏ　ｃｏｍｐａｒｅ　ｔｈｅ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，ａｎａｔｏｍｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
ｏｆ　ｓｔａｒｃｈ　ｇｒａｎｕｌｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｈａｉｒｙ　ｒｏｏｔｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｒｏｏｔｓ．Ｉｔ　ｗａｓ　ｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｈａｉｒｙ　ｒｏｏｔｓ　ｗｅｒｅ　ｍｏｒｅ　ｕｎｉｆｏｒｍ
ｉｎ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｔｈｅｉｒ　ｒｏｏｔ－ｔｉｐｓ　ｗｅｒｅ　ｔｈｉｃｋｅｒ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ｒｏｂｕｓｔ，ａｎｄ　ｈａｄ　ｍｏｒｅ　ｒｏｏｔ　ｈａｉｒｓ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｒｏｏｔｓ；ｔｈｅ
ｓｍａｌｅｒ　ｅｐｉｄｅｒｍａｌ　ｃｅｌｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｒｔｅｘ　ｃｅｌｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈａｉｒｙ　ｒｏｏｔｓ　ｗｅｒｅ　ｍｏｒｅ　ｃｌｏｓｅｌｙ　ａｎｄ　ｉｒｒｅｇｕｌａｒｌｙ　ａｒｒａｎｇｅｄ；ｔｈｅ
ｅｎｄｏｄｅｒｍａｌ　ｃｅｌｓ　ｗｅｒｅ　ｍｏｒｅ　ｃｌｏｓｅｌｙ　ａｒｒａｎｇｅｄ　ｗｉｔｈ　ｓｍａｌｅｒ　ｉｎｔｅｒｃｅｌｕｌａｒ　ｓｐａｃｅ　ａｎｄ　ｎｏ　ａｐｐａｒｅｎｔ　Ｃａｓｐａｒｉａｎ　ｓｔｒｉｐｓ；
ｔｈｅ　ｐｒｏｔｏｘｙｌｅｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈａｉｒｙ　ｒｏｏｔ　ｗａｓ　ｄｉａｒｃｈ，ｗｈｉｌｅ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｒｏｏｔ　ｗａｓ　ｔｅｔｒａｒｃｈ；ｔｈｅ　ｃａｍｂｉａｌ　ｃｅｌｓ　ｏｆ　ｔｈｅ
ｈａｉｒｙ　ｒｏｏｔｓ　ｗｅｒｅ　ｓｍａｌｅｒ，ｍｏｒｅ　ｃｌｏｓｅｌｙ　ａｒｒａｎｇｅｄ　ａｎｄ　ｈａｄ　ｍｏｒｅ　ｌａｙｅｒｓ　ｏｆ　ｃｅｌｓ；ｔｈｅ　ｒｏｏｔ　ｃａｐｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈａｉｒｙ　ｒｏｏｔｓ　ａｌ－
ｍｏｓｔ　ｈａｄ　ｎｏ　ｓｔａｒｃｈ　ｇｒａｎｕｌｅｓ，ｗｈｅｒｅａｓ　ｔｈｏｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｒｏｏｔｓ　ｈａｄ　ｑｕｉｔｅ　ａ　ｌｏｔ．Ｔｈｉｓ　ｒｅｓｕｌｔ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｃｏｎｓｉｄ－
ｅｒａｂｌｅ　ｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｅｘｉｓｔｅｄ　ｉｎ　ｂｏｔｈ　ｔｈｅ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ａｎａｔｏｍｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈａｉｒｙ　ｒｏｏｔｓ　ａｎｄ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｒｏｏｔｓ　ｏｆ　Ｃａｓｓｉａ　ｏｂ－
ｔｕｓｉｆｏｌｉａ　Ｌ．．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｃａｓｓｉａ　ｏｂｔｕｓｉｆｏｌｉａ　Ｌ．；Ｈａｉｒｙ　ｒｏｏｔｓ；Ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｒｏｏｔｓ；Ａｎａｔｏｍｉｃａｌ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ
　 四川大学学报（自然科学版） 　 第５２卷
１　引　言
钝叶决明（Ｃａｓｓｉａ　ｏｂｔｕｓｉｆｏｌｉａ　Ｌ．）属豆科（Ｌｅ－
ｇｕｍｉｎｏｓａｅ）决明属（Ｃａｓｓｉａ）植物．
决明子为其干燥成熟种子，是我国重要的传
统小品药材，具清热明目、润肠通便、降压降脂、保
肝抑菌等诸多功效［１］．决明子多配用于复方和中
成药中，年需求量较大．其野生资源逐年减少，人
工栽培品质不断下降，给临床应用和中成药制造
造成了一定的原料困难．
近些年来，以植物基因工程和细胞工程为基
础建立了一种新型培养系统—毛状根培养技术［２］．
此技术采用发根农杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ｒｈｉｚｏ－
ｇｅｎｅｓ）感染双子叶植物诱导其产生毛状根，其培
育周期短、生长迅速且持续、能保持母本植物遗传
特性，适合室内批量培养生产植物次生物质．毛
状根培养技术为传统中药材的生产开辟了新的途
径．目前，毛状根培养技术的研究主要集中在其
培养体系的构建及其次生代谢产物的生产等方
面［３，４］．
目前已经完成决明毛状根培养体系的构建、其
代谢物、营养成分的检测［５－９］等．李素红等研究发
现，决明毛状根的某些成分如可溶性蛋白、氨基
酸、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎ的含量，均高于实生根和决明子，
但同时发现，其结合和游离蒽醌、粗脂肪、不饱和
脂肪酸含量却低于实生根及决明子［９］，说明决明
毛状根培养技术要实用化，尚需进行培养条件的
优化，从而增加其药用价值．有研究表明，有些植
物的自然根在各种环境条件下发生了结构变
化［１０－１３］，但毛状根的形态、解剖特征却少有系统研
究和报道．本研究采用体视显微镜、石蜡切片，番
红－固绿染色及多糖－高碘酸－席夫反应染色，显微
观察比较了决明毛状根与实生根的形态、解剖结构
及其根尖淀粉粒分布，为进一步研究毛状根的细
胞发生机制、基因表达特性、非向地性生长机制以
及为决明毛状根培养技术的优化和改良奠定了基
础．
２　材料与方法
２．１　材料
２．１．１　实验材料　发根农杆菌Ｃ５８Ｃ１由西南大
学生命科学学院廖志华教授赠送，用ＬＢ固体培养
基活化２ｄ后，取菌斑进行液体ＬＢ活化２次，至
Ａ（吸光度）值达０．５时可用；供试毛状根和实生
根：本研究所自产的籽粒饱满的钝叶决明（Ｃａｓｓｉａ
ｏｂｔｕｓｉｆｏｌｉａ　Ｌ．），采用李素红等［５］的最佳培养方法
培养决明毛状根；实生根取自决明无菌实生苗．
２．１．２　试剂及仪器　番红－固绿（成都市科龙化工
试剂厂、Ｒｅｇａｌ　Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏｍｐａｎｙ）；羧苄青
霉素（上海生工）；中性树胶；席夫试剂；二甲苯；
石蜡；ＵＶ７５５Ｂ型紫外可见分光光度计（上海精密
科学仪器有限公司）；ＨＰ１５００－ＧＳ－Ｂ型全智能人
工气候植物箱（武汉瑞华仪器设备有限责任公司）；
ＬＴＥＩＣＡ　ＲＭ２２４５切片机，Ｎｉｋｏｎ　ＳＭＺ１５００体视
显微镜，ＨＥＳＴＩＯＮ　ＴＥＣ２６０２展片干燥机，Ｎｉｋｏｎ
ｅｃｌｉｐｓｅ　ｅ６００光学显微镜．
２．２　方法
２．２．１　决明毛状根外部形态观察　按李素红等的
方法，取完全除菌后扩大培养１０ｄ生长状态良好
的毛状根和培养１０ｄ的生长状态良好的无菌实生
根，利用Ｎｉｋｏｎ　ＳＭＺ１５００体视显微镜对毛状根和
实生根根尖和成熟根段进行拍照观察．
２．２．２　决明毛状根解剖根样处理、染色与观察　
材料处理：选取生长状况良好的毛状根和无菌苗
实生根，自根尖处向后截取５～６ｃｍ根段，清水清
洗表面的培养基后切成０．５ｃｍ小段，放在ＦＡＡ
固定液中４℃过夜固定；材料经５０％、７０％、８５％、
９５％、１００％（３次）乙醇梯度脱水，每步３０－６０ｍｉｎ；
经脱水后，依次经过乙醇－二甲苯（３∶１、１∶１、１∶
３）、１００％二甲苯（３次）透明处理，每次３０－６０ｍｉｎ；
再将材料置于６０℃纯蜡中浸蜡，６～１２ｈ换蜡一
次，４次以上；包埋：将蜡和材料倒入纸盒，用解
剖针将材料摆好位置，待石蜡表面凝固后，放入
４℃冰箱中完全凝固；切片和粘片，将石蜡切成８
μｍ的蜡带，挑选材料置于滴有ｄｄＨ２Ｏ的载玻片，
展片仪４２℃展片，蜡带展开后去掉多余水分，
４２℃烤片４８ｈ以上．
切片脱蜡：将切片按顺序排列放入染色缸内，
倒入二甲苯淹没切片，于４０℃烘箱中处理１ｈ，中
间换１次；１／２二甲苯－乙醇处理１５ｍｉｎ；纯酒精
处理１０ｍｉｎ；梯度酒精下降到７０％酒精（９５％－
８０％－７０％），各级５ｍｉｎ．
结构染色：①番红－固绿染色法 切片继续经梯
度酒精下降至蒸馏水（７０％－５０％－３０％－ｄｄＨ２Ｏ），各
级５ｍｉｎ，再经番红－固绿滴染后中性树胶封片［１４］．
光学显微镜Ｎｉｋｏｎ　ｅｃｌｉｐｓｅ　ｅ６００进行观察．
②组织化学染色：采用多糖－高碘酸－席夫反应
（ＰＡＳ）染色法 经梯度酒精（９５％－８０％－７０％）处理
４８３
第２期 　　 谭　燕，等：发根农杆菌诱导的决明毛状根与实生根的解剖结构比较 　
各５ｍｉｎ后，在高碘酸酒精溶液中处理１０ｍｉｎ；在
７０％酒精中漂洗；在还原漂洗液中处理５ｍｉｎ；在
７０％酒精中漂洗；席夫试剂中处理１０ｍｉｎ；移入
亚硫酸溶液中，换三次，每次２ｍｉｎ；流水冲洗５
ｍｉｎ；蒸馏水冲洗；梯度酒精上升至９５％酒精
（７０％－８０％－９５％），每级５ｍｉｎ；在０．５％固绿染液
中处理３ｍｉｎ；９５％酒精快洗，纯酒精处理，换２
次，每次６ｍｉｎ；１／２二甲苯－乙醇处理１０ｍｉｎ；二
甲苯处理，换２次，每次１５ｍｉｎ；中性树脂封片，
光学显微镜进行观察照相．
３　结果与分析
３．１　决明毛状根与实生根外部形态比较
体视显微镜观察可见，毛状根呈圆柱形，根
尖较实生根饱满粗壮，表面无色，细嫩，半透明
状；最先端０．５～１．０ｍｍ处为根冠，根冠较为尖
利；根冠以上部分无明显的根毛．实生根较为纤
细瘦小，根冠以上３０ｍｍ处有稀疏的根毛．毛状根
和实生根成熟根段部分均为淡黄褐色，毛状根的
成熟根段部分也较实生根粗壮，明显可见毛状根
上有丰富的根毛，具侧根．而实生根成熟根段部分
无明显的根毛生长，根表面较为平滑（图１）．
３．２　决明毛状根与实生根显微结构比较
３．２．１　横切面比较　与幼嫩实生根横切面解剖显
微结构比较，幼嫩毛状根表皮细胞较小、排列紧
密，不很规则（图２，Ａ２－Ｅｐ）；其外皮层排列紧密
但不整齐；皮层薄壁细胞较不规则，紊乱，细胞体
积较小，细胞间无明显的胞间隙（图２，Ａ２－Ｃｏ）；
内皮层细胞排列紧密，无胞间隙，凯氏带较不明
显（图２，Ａ２和Ａ４－Ｃｓ）；在毛状根维管柱结构中，
由初生木质部构成的脊有二个，其结构为二原型
（图２，Ａ２和Ａ４），而实生根有四个初生木质部构
成的脊，结构为四原型（图２，Ａ１和Ａ３）．毛状根
的初生韧皮部细胞较多、较致密（图２，Ｐｐ）．
毛状根和实生根老根的横切解剖显微结构见
图３．其差异与嫩根基本一致．
３．２．２　纵切面比较　毛状根和实生根嫩根纵切面
解剖显微结构（图４）比较表明，毛状根的表皮细胞
较小；皮层细胞较小而短、排列紧密而不很规则，
细胞层数较多，大小不一，呈卵圆形，实生根皮层
细胞排列整齐较规则，大小均匀，呈长方形；毛状
根的导管细胞较实生根短而粗；形成层细胞也较
实生根排列紧密、细胞小、层数多，密度较大．实
生根和毛状根老根段的横切解剖显微结构（图４，
Ｃ３和Ｃ４）．其差异与嫩根也基本一致．
图１　决明实生根（ＳＲ）和毛状根（ＨＲ）的根尖（Ａ）和
成熟根段（Ｂ）外部形态体视显微观察
Ｆｉｇ．１　 Ｔｈｅ　ｓｔｅｒｅｏｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ
ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｏｏｔ　ｔｉｐ（Ａ）ａｎｄｔｈｅ　ｍａ－
ｔｕｒｅ　ｒｏｏｔ　ｓｅｇｍｅｎｔｓ（Ｂ）ｏｆ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｒｏｏｔｓ
（ＳＲ）ａｎｄ　ｈａｉｒｙ　ｒｏｏｔｓ（ＨＲ）ｏｆ　Ｃａｓｓｉａ　ｏｂｔｕｓｉ－
ｆｏｌｉａ　Ｌ．
图２　实生根和毛状根嫩根横切面解剖显微图
Ａ１、Ａ３：实生根；Ａ２、Ａ４：毛状根．Ｅｐ：表皮；Ｃｏ：皮层；
Ｖｃ：维管柱；Ｐｐ：初生韧皮部；Ｐｘ：原生木质部；Ｍｘ：后生
木质部；Ｅｎｄ：内皮层；Ｃｓ：凯 氏带；Ｃａｍ：形成层；Ｐｉ：髓
Ｆｉｇ．２　Ｔｈｅ　ｃｒｏｓｓ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｌｉｇｈｔ　ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓ　ｏｆ　ｔｈｅ
ｔｅｎｄｅｒ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｈａｉｒｙ　ｒｏｏｔｓ　ｏｆ　Ｃａｓｓｉａ　ｏｂ－
ｔｕｓｉｆｏｌｉａ　Ｌ．
Ａ１ａｎｄ　Ａ３：ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｒｏｏｔｓ；Ａ２ａｎｄ　Ａ４：ｈａｉｒｙ　ｒｏｏｔｓ．Ｅｐ：ｅｐ－
ｉｄｅｒｍｉｓ；Ｃｏ：ｃｏｒｔｅｘ；Ｖｃ：ｖａｓｃｕｌａｒ　ｃｙｌｉｎｄｅｒ；Ｐｐ：ｐｒｉｍａｒｙ
ｐｈｌｏｅｍ；Ｐｘ：ｐｒｏｔｏｘｙｌｅｍ；Ｍｘ：ｍｅｔａｘｙｌｅｍ；Ｅｎｄ：ｅｎｄｏｄｅｒ－
ｍｉｓ；Ｃｓ：ｃａｓｐａｒｉａｎ　ｓｔｒｉｐ；Ｃａｍ：ｃａｍｂｉｕｍ；Ｐｉ：ｐｉｔｈ
３．２．３　毛状根与实生根淀粉粒分布情况　在植物
的贮藏组织中往往含有大量淀粉，这些淀粉常以
淀粉粒形式存在［１５］．对决明毛状根根尖和实生根
根尖进行ＰＡＳ组织染色后显微观察表明，实生根
根尖特别是根冠中存在大量的淀粉粒，而毛状根
５８３
　 四川大学学报（自然科学版） 　 第５２卷
根冠中几乎没有淀粉粒（图５）．
图３　实生根和毛状根老根横切面解剖显微图
（２００Ｘ）
Ｂ１、Ｂ３：实生根；Ｂ２、Ｂ４：毛状根．Ｅｐ：表皮；Ｃｏ：皮层；Ｖｃ：
维管柱；Ｐｐ：初生韧皮部；Ｐｘ：原生木质部；Ｍｘ：后生木质
部；Ｅｎｄ：内皮层；Ｃｓ：凯 氏带；Ｃａｍ：形成层；Ｐｉ：髓
Ｆｉｇ．３　Ｔｈｅ　ｃｒｏｓｓ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｌｉｇｈｔ　ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｌ－
ｄｅｒ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｈａｉｒｙ　ｒｏｏｔｓ　ｏｆ　Ｃａｓｓｉａ　ｏｂｔｕｓｉ－
ｆｏｌｉａ　Ｌ．（２００Ｘ）
Ｂ１ａｎｄ　Ｂ３：ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｒｏｏｔｓ；Ｂ２ａｎｄ　Ｂ４：ｈａｉｒｙ　ｒｏｏｔｓ．Ｅｐ：ｅｐｉ－
ｄｅｒｍｉｓ；Ｃｏ：ｃｏｒｔｅｘ；Ｖｃ：ｖａｓｃｕｌａｒ　ｃｙｌｉｎｄｅｒ；Ｐｐ：ｐｒｉｍａｒｙ
ｐｈｌｏｅｍ；Ｐｘ：ｐｒｏｔｏｘｙｌｅｍ；Ｍｘ：ｍｅｔａｘｙｌｅｍ；Ｅｎｄ：ｅｎｄｏｄｅｒ－
ｍｉｓ；Ｃｓ：ｃａｓｐａｒｉａｎ　ｓｔｒｉｐ；Ｃａｍ：ｃａｍｂｉｕｍ；Ｐｉ：ｐｉｔｈ
４　讨　论
李素红等建立起了决明毛状根培养体系［５］并
比较了毛状根和实生根的成分，发现有些营养成
分在毛状根中丰富［９］．徐洪伟等用发根农杆菌诱
导玉米毛状根再生植株对水分胁迫的响应，显示
毛状根再生植株有强大的根系，在水分胁迫下仍
能保证植株生长发育过程中的水分代谢和光合能
力［１６］．因此，毛状根具有较高的应用及理论研究
价值．
　　然而对于毛状根形态、解剖特征、生理以及其
非向地性无限生长机制鲜有报道．芮和恺等研究
了甘草毛状根的组织形态，初步描绘了甘草毛状
根的形态特点［１７］．本文利用体视显微镜对决明毛
状根进行观察，发现毛状根和实生根外部形态存
在较大的差异：毛状根粗细均匀，根尖较实生根
饱满粗壮，毛状根明显可见根毛，实生根只有少
量根毛．这与甘草毛状根形态大体一致［１７］．
人们一直认为，根尖细胞内的淀粉粒的分布
与根的向地性有密切关系（平衡石学说）．本研究
中ＰＡＳ组织化学染色观察发现，决明毛状根根冠
几乎不含淀粉粒，而实生根却含有较多淀粉粒．
这一试验结果与杨蕊对杜仲毛状根的研究结果相
似，说明根尖淀粉粒的有无和分布可能与毛状根
生长的非向地性有关［１８］，支持平衡石学说．
图４　实生根和毛状根纵切面解剖显微图（２００Ｘ）
Ｃ１、Ｃ３：实生根嫩根和老根；Ｃ２、Ｃ４：毛状根嫩根和老根．
Ｅｐ：表皮Ｃｏ：皮层Ｃａｍ：形成层Ｃａｔ：导管
Ｆｉｇ．４　Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｌｉｇｈｔ　ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓ　ｏｆ　ｔｈｅ
ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｈａｉｒｙ　ｒｏｏｔｓ　ｏｆ　Ｃａｓｓｉａ　ｏｂｔｕｓｉｆｏｌｉａ
Ｌ．（２００Ｘ）
Ｃ１ａｎｄ　Ｃ３，Ｃ２ａｎｄ　Ｃ４ａｒｅ　ｔｈｅ　ｙｏｕｎｇ　ａｎｄ　ｏｌｄ　ｒｏｏｔｓ　ｏｆ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ
ｒｏｏｔｓ　ａｎｄ　ｈａｉｒｙ　ｒｏｏｔ　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｅｐ：ｅｐｉｄｅｒｍｉｓ；Ｃｏ：ｃｏｒｔｅｘ；
Ｃａｍ：ｃａｍｂｉｕｍ；Ｃａｔ：ｃｏｎｄｕｉｔｓ
图５　决明毛状根和实生根根尖纵切ＰＡＳ组织化学
染色（示淀粉粒）．Ｄ１：实生根；Ｄ２：毛状根
Ｆｉｇ．５　Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓ　ｏｆ　ＰＡＳ
ｓｔａｉｎｅｄ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｈａｉｒｙ　ｒｏｏｔ　ｔｉｐｓ　ｏｆ　Ｃａｓ－
ｓｉａ　ｏｂｔｕｓｉｆｏｌｉａ　Ｌ．（ｓｈｏｗｎ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
ｏｆ　ｓｔａｒｃｈ　ｇｒａｎｕｌｅｓ）．Ｄ１：ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｒｏｏｔｓ；
Ｄ２：ｈａｉｒｙ　ｒｏｏｔｓ
　　发根农杆菌通过伤口浸染植物，Ｒｉ质粒上Ｔ－
ＤＮＡ能插入植物基因组，其上所携带的基因在宿
主细胞中整合表达，可使植物产生毛状根．本试
验首次发现，发根农杆菌Ｃ５８Ｃ１菌株诱导的决明
毛状根的表皮、皮层、凯氏带等均与实生根有较大
的不同，特别是毛状根的微管柱结构为二原型，
６８３
第２期 　　 谭　燕，等：发根农杆菌诱导的决明毛状根与实生根的解剖结构比较 　
而实生根为四原型，且老根和嫩根表现都一致，
这可能是发根农杆菌 Ｔ－ＤＮＡ的插入整合，增加
了生长素含量，从而减少了木质部的脊数所
致［１９］，因为农杆碱型Ｒｉ质粒的ＴＲ－ＤＮＡ上带有
编码生长素合成酶的基因（ｔｍｓ－１，ｔｍｓ－２）与农杆
碱合成酶的基因（ａｇｓ）［２０］．从纵切显微结构中可
见，决明毛状根较实生根也有显著差异———毛状
根形成层细胞密度较大，细胞致密，层数较多．这
说明基因整合影响了宿主植物的基因表达，这也
可能是决明毛状根较实生根粗壮、能进行无限生长
的原因．
决明毛状根解剖结构的差异与杜仲毛状根有
些不同，因Ｒｉ质粒Ｔ－ＤＮＡ插入植物细胞核基因
组的长度与数量和发根农杆菌的类型有关［２０］．本
研究与杜仲毛状根的研究采用的都是发根农杆菌
Ｃ５８Ｃ１，这很可能是不同植物对发根农杆菌诱导产
生毛状根的响应差异所致．
本研究发现的决明毛状根与实生根无论在外
部形态还是在解剖结构上均存在较大差异，初步
说明了毛状根易于生长的形态及解剖原因，这为
理解毛状根的生理生化特性，进一步研究毛状根
细胞的发生、其无限非向地性生长机制以及基因表
达特性等奠定了良好的基础．
参考文献：
［１］　 方雪琴．决明子研究进展［Ｊ］，临床交流，２０１１，３２
（８）：３９１．
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