全 文 ：真 菌 学 报 5( 2 ): 9 9一1 0 3, 1 9 8 6
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蜜环菌成熟菌索的超微结构
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一 全恢 .夕牡`价 诊 。 `彝粼潇蒸夔薰〕鬓l:鬓蒸!翼在脱水状态 。 一旦它们进入新的寄主 , 一些普违细函器就句出规舒所以 ,可认为这些菌丝是处
于休眠状态。 对蜜环菌菌索的结构和功能的关系也进行了讨论。
关键词 蜜环菌 ;菌索 ;超微结构
对蜜环菌 [A r m il a万。 。 e lc 。 ( v a拟 xe rF . ) Q u己 .了的研究已有一百余年的历史 , 但
对其超微结构的研究则是近几十年才开始的 。 eB ilr en r 和 D u f ( 1 9 6 , ) 首先用电子显微
镜研究了蜜环菌的营养菌丝 ;后来 M ot : ( 1 9 6 9 ) 用电子显微镜对蜜环菌菌索进行了细胞
学和形态学的研究 。 但 M ot at 的研究仅限于菌索的尖端部分 , 而菌索成熟区的超微结构
则很少涉及。 菌索在蜜环菌的营养繁殖和休眠方面起着极重要的作用 , 因此作者对成熟
菌索的超微结构进行了一系列的观察 ,以便进一步了解蜜环菌菌索结构与功能的统一性 。
现将研究结果报告如下 。
材 料 和 方 法
本实验所用材料为人工接种在新鲜木材上生长良好的蜜环菌菌索及用此菌材培养的夭麻 , 取样是
在蜜环菌菌索生长旺盛和天麻球茎接菌良好的六月份。 .
切取蜜环菌菌索尖端 4m m 长的切段及具有皮层的天麻球茎 1 x l 又3 m m 的材料块。
切取的蜜环菌菌索用 。 . 5加 的 aN 0 H 溶液浸泡 10 一20 分钟 , 用蒸馏水冲洗两次 ;再用 0 . 1材 磷酸
缓冲液配制的 2 . 5% 的戊二醛液 ( p H 7 . 仆 在 弓℃ 固定 2一 2 4 小时 ,经同种缓冲液冲洗 4次 , 每次 15
分钟 ;再放入上述缓冲液配制的 1% 饿酸液中 ,于室温下再固定 8一 1 2小时 ,用同种缓冲液冲洗 斗次 ,每
次 1 5一 20 分钟 ;再经各级酒精脱水 ,每次 30 分钟至 2小时三以环氧丙烷过渡 ; 最后用环氧树脂 粉 18 包
埋 ; 聚合 72 小时 ,聚合温度为 38 “ 一斗5 。一 60 ℃ 。
天麻球茎材料块除不用 N aO H 溶液处理外 ,其它步骤同上 。
包埋块用 L K B一“ “ “ “ v 型超薄切片机切片 。 厚度为 5“ “孟 左右 。 切片用醋酸铀和柠檬酸铅双重染
色 。 在 H 一 60 电子显微镜下观察并照相。
供光学显微镜观察的薄切片是用 L K B 塔型修块机切制 ,厚度为 1一 2产m ;用亚甲兰一天青 n 和碱性
品红对染 ,做一般组织学观察。
本文于 19 8 5年 i 月 2 9日收到乡10月 1 1日修回 。
DOI : 10. 13346 /j . mycosystema . 1986. 02. 006
真 菌 学 报 5卷
结 果 与 讨 论
Mo ta t (1 9 9 6)曾用薄切片技术对蜜环菌菌索顶端组织的超微结构 、 分布和起源作过
详细的观察 , 菌索顶端的组织分布与高等植物的根尖很相似 。 而对成熟部分的超微结构
则很少涉及 。 我们用生长在木材上的蜜环菌菌索进行了同样的研究 ,发现成熟区与 M ot :
用人工培养基所培养的材料有一些明显的差异。 依 M ot at 的观察 , 在顶端的发端之后紧
接着就是扩大而稀松交错的菌丝 ,这部分菌丝后来变得长而扩大 ,最后瓦解成为成熟菌索
的腔 , 这部分组织依其发生称为初生髓。 我们的观察 ,这部分初生髓 (图版 I一 l) 是一群较
大而密集的菌丝 ,其后是菌索的腔 , 腔内存在着两类细小而分散的菌丝 。 本文中所指的疏
松组织就是这一部分 ,而拟薄壁组织则是成熟菌索构成壁的部分。 依 M ot at 的材料 , 这部
分是由外周菌丝 、 皮层 、 下皮层和次生髓几部分组成 ; 用木材上生长的材料观察 ,这部分细
胞除外周菌丝外 , 其它各层次难以从形态上加以区分(图版 卜 2 ) , 因此作者笼统地称它们
为拟薄壁组织 。 下面就将菌索成熟区的这两部分组织的超微结构分别加以叙述 。
拟薄壁组织
从电子显微镜下观察 , 这部分组织是由近似等径的多边形菌丝细胞所组成 , 排列紧
密 ,与高等植物的薄壁组织非常相似 (图版 卜 2 ) , 因特化使每个菌丝已失去其独立性 。
在这部分组织的细胞中 , 可以看到包含有线粒体 、 内质网 、 细胞核 、 液泡 、 质膜体
(琪as m al e m asm o m e) 以及隔膜孔等 (图版 I一 2 , I一 5 , n 一 1 1) 。 在许多液泡中还有形状及大
小不等的膜状内含物 。 但未见到纤维体存在 , oM at 在菌索尖端也曾见到线粒体 、 内质
网 、 核、 液泡等一般超微结构 。
质膜体在拟薄壁组织细胞中是广泛存布的 ,并与菌终壁紧紧相 L邻 (图版 卜 2 , `一 4 ) ,起
源于原生质膜 ,形状不定 ,大小不等 ; 其中的泡状结构或网状结构均系双层膜 。 在细胞质
内也可向液泡移动 (图版 I一 3 ) 。 oM at 在尖端细胞中曾观察到有须边体 l( 。 m as o m e) 存
在 ,但未提到有质膜体存在。 在 60 年代、 ,关于须边体和质膜体等是否实际存在 , 有过很大
的争议 ( Br ac k , 1 9 6 7 ) , 有人认为是材料固定时产生的人为假象 ;而且名称也很混乱。 后
来经用冰冻蚀刻技术证实了须边体和质膜体是实际存在的 ,并且 M a hcr an t & M o r e ( 1 9 7 3 )
认为质膜体是由过量的质膜积累而成 , 而须边体则是由质膜与细胞壁之间的排出物积累
而成的 。 这样就将须边体和质膜体从性质上区别开了。 可能 M ot 。 以前所看到的须边体
与作者所观察到的质膜体同属一物 ,只是过去的名称不统一 。
M ot at ( 1 9 6 9 ) 也在菌索尖端细胞的液泡中观察到未鉴定的由膜结成的内含物 , 这种
现象在拟薄壁组织细胞中也是广泛存在的 (图版 I一 2 , I一 s) 。 在电镜下观察到两种现象可
能与这些内含物的起源有关 ,一种是两相邻液泡融合为一时 ,液泡膜先伸延 , 而后断裂陷
人液泡之中 (图版 11一 1 2 ) 。 另一种情况则是由质膜伸延至液泡而成 。 从图版卜 8 中可以
明显地看出 , 这种内含物与质膜仍保持有连续性 。 所以这些内含物都是一些不定形的结
构。 无论是起源于液泡膜或是质膜可能都是一些过量的膜 ,然后排人液泡之中。
在拟薄壁组织菌丝中有许多在担子菌中普遍存在的桶孔隔膜 (图版 I一 5 ) 。 隔孔有隔
孔帽 , 隔孔帽上有大小和间隔不等的孔 ; 但无灰鬼伞 ( co P万 , “ : 痴。。 “ s) 中的那种外帽
v( ak1
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,
1 9 7 8 )
, 中央孔的周围是膨大的部分 , 其中隔膜两边有电子致密物质 ;
2期 张维经等 : 蜜环菌成熟菌索的超微结构
并且这膨大部分有质膜包围 , 而使两个相邻细胞的质膜连接起来。 孔帽内侧的核糖体明
显比外边少 。 但在菌索先端中心的分生细胞中也可见到无帽的隔膜孔 (图版 I一 6 ) , 在隔
膜孔两边也有电子致密物质堆积 ,与 碗 , 斯见相同。 从两种隔膜孔分布的位置上看 ,这
种隔膜孔可能是前一种的早期阶段价有这种隔)膜孔的细胞尚未形成连续的原生质膜 , 所
以在隔孔膨大的部分无原生质膜包围6
疏松组织 于毛 一 ’ 一 ` j一 仁誉. 一 ’一歼 -
以 l一 2拜m 厚的薄切片在光学显微镜下观察和用超薄切片在电子显微镜下观察可 以
看到疏松组织是由两类不同的菌维 (厚壁和薄壁的菌丝 ) 和非细胞衬质物质组成 (图版
1一 7 , n 一 1 0 )
。 用天青兰和碱性品红染芭浑壁菌丝为深红色 ,而薄壁菌丝胞腔为兰色 。这种情况过去宋见报省 ,这是用石蜡切片难以分癖抓 后莱 M血a 4 虽然用电子显微镜观察
过 ,也未见到这种情况 。 .其原因可能是 M姚 a 所用的材料是在人工培养基上生长的 , 这
两类细小的菌丝就不出现 。 ’ 而我们所角的蜜嘟菌是在木材上生长的 , 基本上与自然生长
_ , 曰 甲
的条件相同 , 所有的菌索都有这种现象。
在电子显微镜下观察 ,疏松组织的菌丝都处在质壁分离的脱水状态 , 质膜严重断裂、
收缩和卷曲(图版 I一 7 , n 一 10) ; 在薄壁菌丝中也能见到隔膜孔存在 , 但膨大部分外围的
质膜也断裂而卷曲 , 隔孔帽也不明显 (图版 -IT 9) , 线粒体 、 内质网 、 液泡以及质膜体等都
见不到 , 在个别薄壁菌丝中还可见到分散的核仁 , 但未见到核膜 (图版 n 一 1 3 ) 。 总之凡是
膜结构都不存在或不完整 , 在这种状态下菌丝就难以执行其生活机能 。 是否是由于材料
处理时化学试剂造成的一种膺象呢 ? 我们认为不可能 ,因为用同样的处理方法 ,在拟薄壁
组织中就没有出现上述的情况 。
据以往的报道 (草野俊助 , 19 1 1 ; 张维经和李碧峰 , 19 8 0 ) , 当蜜环菌侵染天麻时 , 向
天麻皮层中放出的都是疏松组织的菌丝 。 对这些菌丝进人天麻皮层细胞后的状况也进行
了电镜观察 , 发现这些菌丝进人寄主细胞后 , 线粒体 、 质膜体、 液泡以及完整的隔膜孔等
(图版 [ I一 1 4 , n 一 1 5 , 1 一 16 ) 都可出现 ,而且质膜得到修复 ,质壁分离现象消失。 这些都表
明疏松组织的薄壁菌丝是处在静止状态 , 而不是衰老或死亡的菌丝 ,一旦遇上适宜的环境
即可恢复其正常的生活机能 。
图版 1 一 10 是一个较为典型的厚壁菌丝 , 只有狭小的胞腔 ,胞腔中几乎只能见到一些
断裂而卷曲的质膜 。 在薄壁和厚壁菌丝乏间还有些过渡类型。 典型的厚壁菌丝是杏还有
恢复其生活机能的能力 , 尚不得而知 , 但胞腔较大的厚壁菌丝是有可能再出瑰细胞器的
(图版 1 一 1 6 ) 。
关于疏松组织厚壁与薄壁菌丝的起源 , 从观察结果看它们都是来自菌索尖端后部的 .
初生髓 。 从图版 I一 I B ,可以看出 ,它们一开始形成就有薄壁与厚壁之分 , 厚壁并不是由薄
壁加厚而来 ;是由初生髓的大薄壁细胞分生而来 ,并不是初生髓细胞的伸长 。 初生髓分生
畅区域 (箭头 )的瘫对碱性品红皇正反应 , 铆它们的一种生哪态与其它的拟薄壁组织很不相同。
综上所述 , 蜜环菌成熟菌索的拟薄壁组织与疏松组织的超微结构有很大的差别。 拟
薄壁组织具有一般正常的细胞器 ,这对细胞完成正常的生活机能是完全必要的 ;而在疏松
组织中则恰好相反 ,特别是各种膜结构的消失或破坏 ,使其无法维持正常的生活机能 。 在
真 菌 学 报 5卷
自然界蜜环菌寄生或腐生在树木上 ,除进行有性生殖外 ,还以菌索的形式向周围扩散 , 有
的菌索长达数米 。 菌索的生长是靠尖端分生细胞的分生而伸长 ,其营养来自寄主 , 这就要
求能进行正常生活的输导系统。 拟薄壁组织恰好构成连续而紧密的组织系统 , 以保证菌
索的正常生长。 在菌索腔中的疏松组织 , 实际上都是一些分散的菌丝 , 在腔中获得营养 、
水分和空气的获得均较困难 , 故以休眠状态存在 。 一旦遇上新的寄主 , 这休眠状态的菌丝
就会潜人新寄主 , 又恢复其正常的机能 , 这可能就是蜜环菌进行无性繁殖的一种重要方
式 。
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明
l P at e s
1
. 蜜环菌菌索的正中纵切面 ,示所研究的拟薄壁组织 (P P ) 和疏松组织 ( rP ) 的位置 火巧 O
, .B图 ` 的部分 (箭头 )放大 ,示沈根姐球哪雄的超谏 t勃知 一 ` 80 “
2
. 拟薄壁组织的纵切面 火 80 00 - 一
3
.线粒体 ( M ) 和向液泡 ( v )
斗. 由质膜 ( IP ) 形成的质膜体
质膜体 l(P s ) x 3 000 0帐 4 0 0 0 0
5
. 拟薄璧组织中一个完全的隔孔器 ,示隔孔帽 卯C ) , 和质膜 ; ( PQ 只 3叨 0
6
. 拟薄壁组织中隔膜 ( s e) 及其无帽也无质膜的隔孔器
7
. 疏松组织的横切面 ,示薄壁菌丝 (知 )
8
. 由质膜 沙 0 衍生而来的液泡内含物
、 厚壁菌丝 ( kT
( s户) x 30 0 0D
) 以及非细胞衬质物质 (Nc ) 丫 8 0 0 0
Q ) K钩 0 。
图 版 `
9
. 疏松组织的纵切瓦示质壁分献箭头)及无帽和质膜的隔祷 `郊。06
10
.厚壁菌丝的正中纵切面 ,示狭窄的胞腔和其中卷曲的质威留头) x 800 ,
1 .1 拟薄壁组织中内质网 ( E R) 和核的高倍放大 ,示核仁 ( N心 和核膜 ( E。 ) 只 6 0000
1 2
. 伸展的液泡膜 ( T ) x 斗00 0 0
13
. 疏松组织薄壁细胞中分散的核仁 ( N u ) x 60 0 0 0
1呼. 寄主 (天麻 )细胞中的菌丝 ,示液饱 ( v ) 和质膜休 (川 s) 的出现 只 3。。。。 一 “ ;
1 ,
. 寄主 (天麻 )细胞 ( H ) 中的菌丝 ,示出现有隔孔帽 s( C ) 的完全的隔孔器 又 40 0 0 0
16
· 寄主 (天麻 )细抱 ( H ) 中的菌丝 (箭头) ,示出现的线粒体 ( M ) 、 内质网 ( E R ) 和完好的质膜 ( PI ) K 60 0 00
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