全 文 ：真 菌 学 报 3 2( 3 ) :x 29一 2 2 2, 1 9 9 4
A e t。 衬 y e o l略 i e a S i n i e 口
蜜环菌和天麻共生营养关系的放射性自显影研究
兰 进 徐锦堂
(中国医学科学院药用植物资源开发研究所 , 北京 10。。 9 4 )
李 京 淑
(中国农业科学院原子能利用研究所 , 北京 1 0 0 0 9 4 )
摘要 本文利用 3 H 一葡萄糖以打孔浇灌法标记天麻 。 用标记的天麻伴栽蜜环菌 , 追踪标记化
合物是否存在蜜环菌中 。 显微放射自显影的结果表明 : 天麻自身能吸收标记物 , 同化的标记
物其长距离运输靠天麻的纵向维管组织进行 。 天麻表皮外的蜜环菌菌索的光镜 、 电镜自显影
显示 ,蜜环菌能从天麻中获取营养 , 蜜环菌和天麻之间存在营养物质的相互交流 , 菌麻之间存
在着特殊的共生关系 。
关键词 标记天麻 、 蜜环菌 ,共生关系
天麻 ( G a s , r o d i a e l a t a B I . ) 与蜜环菌 ( A r m i l l a r i e l l a o e l l e a ( V a h l: F r . ) K a r s t . )
的关系是天麻发育生物学的一个重要问题 。 自日本学者 K su a on S〔 1, 第一次对蜜环菌和
天麻之间的关系作了较详细的描述后 , 又有许多学者对有关理论方面进行了研究和报道 ,
对蜜环菌和天麻的关系提出了不同的见解 ` , ,3 41 。 有些学者推测蜜环菌与天麻之间存在营
养物质的相互交流 , 但研究报道仅限于蜜环菌能为天麻提供营养物质 , 供天麻生长发育 ,
在天麻生长后期 , 蜜环菌才能从天麻中获取少量营养物质〔习 。 蜜环菌能否从侵入天麻起
就从天麻中吸收营养 ,搞清这种物质交流关系 , 对研究天麻与蜜环菌的关系有重要意义 。
过去 , 在真菌同植物间相互作用关系的研究中 , 通常采用光学显微镜和电子显微镜来
观察双方相互作用的形态解剖特性 , 缺少对作用双方的物质交流进行深人研究 。 我们将
放射性自显影技术应用到天麻与蜜环菌营养物质交流研究上 , 目的在于深人认识蜜环菌
与天麻的营养关系 。
1 材料与方法
1
.
1 材料
未染蜜环菌的白麻 ,人工接种在克氏瓶中的蜜环菌菌材 。
l
·
2 天麻的标记培养
用石英砂将未染菌的 4株白麻栽于 5 0 0 ml 烧杯中 ,以打孔浇灌方式引人 ’ H 一葡萄糖 , 每杯 1 0 0卜。 i ,
分 4次浇灌 。
培养 1 个月后将标记的天麻取出用流水冲洗 , 2% E D T A 浸洗 2 分钟 ,再流水冲洗 。
国家自然科学基金资助项目。
1 9 92
一
0 6
一 18 收稿。
DOI : 10. 13346 /j . mycosystema . 1994. 03. 012
真 菌 学 报 13 卷
1
.
3 天麻标记效果的检测
1
.
3
.
1取 1株标记的天麻 ,采用徒手制片法 ,切成薄片 , 扫: 制成 F标本 , 用经过特殊处理的 X 光片进行
接触法曝光 , 20 天后显影 、 定影 。
1
.
3
.
2 标记天麻的组织块 ,用 F A A 液固定 , ’常规石蜡切片 ,切片厚度 7一 8卜m , 自显影制备 。 曝光 20
天后显影 、 定影 ,番红 一固绿二重染色 , 加拿大树胶封片 。
1
.
4 蜜环菌吸收天麻营养试验
1
.
4
.
1 将标记的其余 3 株栽于克氏瓶中的菌材上 ,待蜜环菌侵染天麻 25 天后 ,取材 。 用流水反复冲洗 ,
2% E D T A 浸洗 2 分钟 ,再流水冲洗 。
1
.
4
.
2 分取切取近天麻表皮的 蜜环菌菌索 、 天麻表皮及表层 台菌丝结处 , 按常规石蜡切片及电镜切片
法制片 , 自显影制备 ,曝光后用 D 一 1 9b 显影液显影 , F 一 , 定影液定形 。
电镜切片用醋酸双氧铀一柠檬酸铅双染色 ,供 电镜观察 。
光镜切片用番红 一固绿二重染色法染色 ,加拿大树胶封片 。
2 结果与分析
.2 1
’
H
一葡萄糖在天麻中的分布
标记天麻的宏观 自显影图象表明 : 天麻能从栽培环境中吸收 3 H 一葡萄糖 。 标记化合
物多集聚于表皮 、 皮层中 ,髓部较少 。 显微自显影结果同宏观 自显影相同 。 在天麻表皮和
皮层细胞内存在大量标记化合物 (图版 I一 1 ) , 特别是在皮层薄壁细胞的多糖颗粒上布满
银粒 (图版 I一 3 , 7 ) 。 在天麻散在的维管组织细胞中也有放射标记化合物的踪迹 (图版 I一
4 , 5 )
。 由标记天麻长出的新生麻的横切面 ,可见银粒出现在维管组织周围 (图版 I一 6 ) 。 推
测 ’ H 一葡萄糖由天麻表皮细胞吸收后 , 通过细胞壁纹孔 、 胞间连丝进行短距离的营养运
输 , 而长距离的养料运输主要通过维管组织进行 。 特别在新形成的营养繁殖茎中更明显
地显示维管组织是 养料运输的通道 。 天麻自吸收营养和同化真菌营养的传递运输通道是
相同的
.2 2 蜜环菌能吸收利用天麻的营养 墓
蜜环菌侵染标记的天麻后 , 天麻表皮外的蜜环菌菌索的显微 自显影结果显示 ,菌索细
胞中有放射性标记化合物存在 (图版 H一 8 ) , 尤其以菌索的髓部疏松菌丝中积累的标记化
合物为多 (图版 H一 9 ) , 在菌索鞘细胞和皮层细胞中较少 (图版 11一 8 ) 。 被蜜环菌侵染的天
麻 ,在天麻皮层细胞中形成菌丝结细胞 , 在菌丝结细胞的菌丝中发现有银粒 (图版 I一 2 ) 。
试验结果证明天麻和蜜环菌之间的营养物质是可以相互交换 利用的 。 蜜环菌不仅在天麻
生长的后期利用天麻为营养 ,在其侵人天麻时 ,菌丝就开始利用天麻获得营养 ,并将获得的
营养物质传递到天麻体外菌丝中 , 这种传递主要在菌索髓部及皮层的生活菌丝中进行 。 电
子显微镜的观察结果与光学显微镜的自显影结果相同 。 天麻表皮外的蜜环菌菌索的电镜
自显影结果观察发现在菌丝细胞中有银粒 (图版 11一 1 0 , 1 1 , 13 , 1 4 ) , 在薄壁菌丝 、厚壁菌丝
细胞 、 菌丝细胞中的线粒体 、 液泡等细胞器上均可见有银粒 (图版 11一 1 2 , 巧 ) , 进一步证明
标记化合物已被运输到蜜环菌菌索中 , 在菌索中参与其代谢合成过程 。 以上观察结果表
明天麻与蜜环菌之间存在营养物质的相互交流 , 蜜环菌不仅供给天麻蓄养 , 也可以从天麻
中获取营养 , 天麻与蜜环菌的营养关系是一种双方相互受益的特殊的共生关系 。
期 兰 进等 : 蜜环菌和天麻共生营养关系的放射性自显影研究 2 2 1
参 考 文 献
Ka us n o5
.
J u o” c ol l A gri c, 1 9 1 1 , 4 ( l )
: l一 6 6 .
周兹。 中草药通讯 , l , 7 3 , ( 5 ) : , 7一 8 1 , ( 6 ) : , z一 , 7。
苏宏汉。 华中师院学报 , 1 9 8 0 , ( 3 ) : , 8一 6 3。
张维经 , 李碧峰。 植物学报 , 1 9 8 0 , 2 2 ( l ) : , 7一 62。
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, .J, .Ji1.1
32成
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S T U D Y O N S Y M B I O T IC R E L A T I O N B E T W E E N G A S T R O
·
D I A E L A T A A N D A R M I L L A R I E L L A 荆 rE L L E A
B Y A U T O R A D I O G R A P H Y
L a n J i n X u J i n ta n g
( I
, : 君i t o t e o f M e d萝c i , a l P l a , z D 。 。 e l o产。 e n , , C h i , e , e
A c a d。 。 y o f M e d f c a l S c i e n r e : . B e i了i , 9 10 0 0 9 4)
L i J i n g s h u
( I
, s 才i t o t e 矛o r 述 P P l i c a t i o n o f A t o 二 i c E o e r 君夕, C h i n
A e a d e , y o f A窟 r i c u l , u r a l S c i e o c e : , B e i j i , 9 1 0 0 0 9 4 )
A B S T R A C T G a
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.
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A f t e r l a b e l l e d G
. 。 l a t a w a s e u l t u r e d t o g e t h e r w i t h 刀 r m i l l a r i e l l a m e l l e a ( V a h l: F r
.
)
K a r s t
. , o b s e r v a t i o n w a s m a d e b y a u t o r a d i o g
r a p h y t o s e e w h e t h e r l a b e l l e d m a t e r i a l s
a P P e a r e d i n r h i
z o m o r Ph s o f A
.
m e l l e a
.
T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t G
.
e l a t a a b s o r b e d
l a b e l l e d m a t e r i a l s w h i c h w e r e t r a n s P o r t e d b y v a s e u l a r t i s s u e
.
W e f o u n d t h a t t h e r e
w e r e s i l v e r g r a i n s d e P o s i t e d i n r h i
z o m o r p il s o f A
.
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T h e f a e t P r o v e s t h a t A
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m 亡l l e a o b t a i n s n u t r i e n t f r o m G
.
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w h i e h s u g g e s t s s P e e i a l s y m b i o t i e r e l a t i o n b e t
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K E Y W O R D S L
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G a s z r o d i a e l a t a
,
A , m i l l a r i o l l a m e l l e a
,
S y m b i o t i c r e l a t i o n
图 版 说 明
图中所示字母 : C O . 皮层细胞 ; C w . 细胞壁 ; D . 高尔基体 ; E C . 表皮细胞 ; H C . 菌丝结细
胞 ; L H . 疏松菌丝 ; M . 线粒体 ; P G . 多搪颗粒 ; R s . 菌索鞘细胞 ; S C . 厚壁细胞 ; T C . 薄壁
细胞 ; v . 液泡 ; v T . 维管组织 。 箭头所示为银粒 。
图版 卜 1 . 标记天寐块茎横切面 , 标记物分布于表皮细胞及皮层细胞中。 丫 40 0 2 . 标记物分布在
由蜜环菌侵入天麻皮层细胞形成的菌丝结细胞中。 又 40 0 3 .标记物分布在皮层薄壁细胞的多搪
颗粒上 。 火 4 0 .4 标记物集聚于薄壁细胞和维管组织周围的细胞内。 丫 80 0 .5 标记物集聚在维
管组织周围 。 火 80 0 .6 标记物分布于新生麻的维管组织周围和薄壁细胞中。 又 40 。 入标记物分
布于新生麻薄登细胞的多糖颗粒上 。 火 40 0
图版 1 : 8 . 蜜环崖压熟入标记天麻后天麻表皮外的菌索横切面 。 同化标记物分布于菌索鞘细胞 、 皮
层细胞及疏松菌丝中。 齐4 0 9 · 疏松菌丝的放大 。 % 80 0 10 菌索鞘细胞的电镜自显影 。 X SOo o
1 1
.菌索鞘细胞的放大 。 又 1 0 0。。 12 .疏松菌丝细胞 。 银粒分布在细胞壁 、 线粒体 、 高尔基体 、 液泡
2 2 2 菌 学 报 1 3 卷
中 。 只 l ,。。。 13 .银粒分布于线泣体上 。 又 15。。。 1 4 . 你 记物分布于厚壁菌丝细胞中。 1 , .标记
物分布在厚壁菌丝细胞和薄壁菌丝细胞中。 丫 1 0 0。 。
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.
e o r t i e a l c e l l s ; C W
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.
g o l g i o s o m e ; E C
.
e p i d e r m a l c e l l : H C
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e o i l s ; L H
.
l o o s e h y P h a e ; M
.
m i t o c h o n d r i u m ; P G
.
p o l y s a c c h a r i d e g r a i n ; R S
.
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一w a l l e d e e l l s 飞 V . v a c u o l e s ; V T .
v a s c u l a r t i s s u e ; A r r o w s s h o w s i l
v e r g r a i n
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T r a n s v e r s e s e c t i o n o f l a b e l l e d G
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, 又 4 0 0 : 2 . L a b e l l e d m 压定e r i a l s a p p e a r e d i n c o r t i c a l h y p h a l
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w a l l e d c e l l s o f n e w G
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T r a n s v e r s e s c e t i o n o f r h i
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E l e c t r o n m ie r o s c o P y o f r h i z o m o r p h a l e o r t e x o f 刀 . m 己11` a , 丫 50 0 0 ; 1 1 . E n l a r g e m e n t
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1。 , 义 1 0 0 ) 。 : 1 2 . L o o s e h y p h a e o f A . m e l l ` a s i l v e r g r a i n s d i s t r i b u t e d o n e e l l
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兰进等 : 蜜环菌和天麻共生营养关系的放射性 自显影研究
L a n J i n e t a l
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图版说明见 2 1一2 2 页