免费文献传递   相关文献

Mycorrhizal Study on Four Species of Pedicularis

四种马先蒿属植物的菌根形态学研究



全 文 :四种马先蒿属植物的菌根形态学研究
陈绍田,管开云!
(中国科学院昆明植物研究所,云南 昆明 !#$#%)
摘要:通过 %种马先蒿属植物,三色马先蒿三色变种(!#$%&’()$* +)$%,’,) &’() * + ,’--* .’/ *
+)$%,’,)),管花马先蒿管花变种(! - *$./,0(0+/( 01( .’/* *$./,0(0+/(),全缘叶马先蒿全缘亚种
(! - $0+1)$2,’$( &2* 3 * 45647* $0+1))$3( 8411(9)和二歧马先蒿(! - #$+),+,3( :1(’;<)根的解剖,
在这四种马先蒿属植物根内均发现有真菌菌丝侵入,真菌菌丝向外伸入土壤,向内侵入皮层
细胞内形成囊泡。从根表面分离到的真菌厚垣孢子,经鉴定均为漏斗球囊霉(4’,3&* 3,**(
=<>1? * @ AB/)*)。其中,三色马先蒿和二歧马先蒿栽培实验表明,真菌起到了改善寄主植物营
养状况的作用。
关键词:马先蒿;菌根;栽培实验
中图分类号:C D%%,C D%EFG$ 文献标识码:H 文章编号:#$I + $J##($##G)#I + #IIG + #
!#$%%&’()* +,-. $/ 0$-% +12#’23 $4 !#$%&’()$*
K&L= MN’1 + 8<’(,AOH= P’< + Q5(
(5&03$01 60*+$+&+ ,2 7,+(08,9/$0* :%(#38 ,2 ;%$0%*,P5(R<(9 !#$#%,KN<(’)
563,%)#,:S( ;N<4 7’7B/,315/ 47B>%,’,),! - *$./,0(0+/( 01( .’/* *$./,0(0+/(,! - $0+1)$2,’$( &2* 3 * 45647* $0+1))$3( 8411(9,! -
#$+),+,3( :1(’;< B33B>;B) 6U RU>1//N<-’? 35(9< VB/B 4;5)1//N<-’? 35(9< <(.’)B) <(;1 /11;
>1/;BW ’() <(;/’>B??5?’/ .B4<>?B4 31/RB) .B4>5?’4 <( ’?? N14; 47B>>N?’RU)1471/B4 VB/B 31/RB)* H>>1/)<(9 ;1 ;NB >N’/’>;B/4 13 ;NB4B 471/B4,’?? 35(9< 3/1R 315/ 47B>!#$%&’()$* VB/B <)B(;<31? * @ AB/)* K5?;<.’;<1(5/B BW7B/! - #$+),+,3( 1//N<-’? 35(9< >15?) <(>/B’4B (5;/R1;B) (5;/72 8$%.3:!#$%&’()$*;,U>1//N<-U;K5?;<.’;<1( BW7B/马先蒿属(!#$%&’()$* T*)植物属玄参科(M>/17N5?’/<’>B’B),本属植物种类繁多,具
有很大观赏价值。但一直未能成功引种栽培。我们通过几种野生马先蒿属植物菌根解剖,
真菌分离以及真菌感染实生苗,并结合引种栽培,对马先蒿属植物菌根形态和真菌对寄主
的作用进行了一些研究,本文对这一研究的初步结果作一报道。
云 南 植 物 研 究 $##G,9:(I):IIG Z II%
5#,) ;$,)/’#) <-//)/’#)
! 通讯联系人 H5;N1/ 31/ K1//B471()B(>B
收稿日期:$### + #D + GI,$##G + #G + #I接受发表
作者简介:陈绍田(GDJ! +)男,湖北人,在读硕士研究生,主要从事植物系统学的研究。
! 材料和方法
植物实验材料三色马先蒿三色变种(!#$%&’()$* +)$%,’,) #$%& ’ ( )$** ’ +$, ’ +)$%,’,)),
管花马先蒿管花变种(! - *$./,0(0+/( -.% +$, ’ *$./,0(0+/(),全缘叶马先蒿全缘亚种(! -
$0+1)$2,’$( #/’ 0 ’ 12314’ $0+1))$3( 51..%6)和二歧马先蒿(! - #$+),+,3( 7.%$89)均采自云
南中甸(表 !)。凭证标本存于中国科学院昆明植物研究所植物园。
表 ! 四种马先蒿属植物材料来源
5$3:; ! )<=.,,>9*$: ?$8;,9$:1 =.::;=8;& 0,.? 14;=9;1 .0 !#$%&’()$*
种类
@4;=9;1
材料来源
)$8;,9$:1 A,969%
海拔
B:89828;(?)
凭证标本
C.2=>;, 14;=9;1
三色马先蒿 云南中甸纳帕海 DEFG HHIG!
管花马先蒿 云南中甸城南 DEDG HHIGE
全缘叶马先蒿 云南中甸城南 DEG HHIGD
二歧马先蒿 云南中甸纳帕海 DEFG HHIG
!J! 根解剖
野外采集新鲜植物根,洗净,取细小须根,切成 GJI K EGJF =?的小段,LBB固定液
固定;洗去固定液,经 DMN,MGN,IGN,FDN,HMN和 !GGN酒精溶液脱水,每级 E >,
!GGN酒精脱水时,中途换一次酒精;然后经透明剂(酒精 O二甲苯)D O !,E O E,! O D及纯
二甲苯透明,每级 E >,纯二甲苯透明时中途换一次二甲苯;根切段在纯二甲苯中透蜡:
逐渐加入蜡屑,直至饱和,DPQ恒温过夜;根段在纯石蜡中 MPQ下恒温 D >,中途换石蜡
E次;石蜡包埋。切片(厚 F!?),贴片,经纯二甲苯 !G ?9%,二甲苯 O酒精(! O !)、
!GGN、HMN、FDN、IGN、MGN和 DMN酒精等溶液处理各 M ?9% 后,曲利苯蓝(5,<4$%
7:2;)染色,脱色液洗去多余染液,显微摄影(郑国锠,!HIF;R>9::941等,!HIG)。同时,
取固定后的根切段按 S.,?$%9/等(!HFG)的方法,进行常规压片,观察根内部泡囊和根外
菌丝。
!JE 真菌孢子分离
用湿筛法(S.,?$%9/等,!HFG)可以从植物根系周围的土壤中分离到真菌孢子,但同
时也会分离到其它杂菌。因此实验中我们采用了卡岗(T$:6.%)土壤分散剂(EG 6六聚偏
磷酸钠和 !P 6氢氧化钠配成 !GGG ?U溶液)使土壤与植物根自行分离,在这样减少振荡的
条件下,有少量真菌孢子通过菌丝与根相连接,在解剖镜下分离这些孢子进行鉴定。但用
于孢子萌发等实验时分离孢子不使用分散剂。
!JD 实生苗与真菌共培养
种子经低温沉积后,MQ温水中恒温 E >,洗净,在 EQ下处理 F >,转到培养箱中
EQ下纸基质培养 E周左右,实生苗根开始产生分支。加入真菌孢子及洗净的新鲜野生植
株根切段,使实生苗与孢子和根切段接触,利用真菌孢子和新鲜根切段上的菌丝共同感染
实生苗的幼根,在培养箱中 EQ培养一周,转到室温下继续培养 DM &。营养供给按 )@培
养基配方,加入营养液,适时调节培养环境的 4#值。在解剖镜下观察幼苗根,以根上是
否有菌丝作为真菌感染成功与否的标志,将成功感染的幼苗与未经真菌感染处理的幼苗,
EDD 云 南 植 物 研 究 ED卷
移入经过灭菌的栽培土壤中相同条件下栽培。
! 结果与讨论
!# 根解剖
野生植株的须根切片上可以观察到:真菌菌丝向内深入根皮层形成泡囊,一个细胞中
有一个或几个泡囊出现,曲利苯蓝染色呈深蓝色(图版 $:#)。另外,在野生植株的须根
上可以观察到肉眼可见的细小瘤状突起(图版 $:%),根经曲利苯蓝染色后压片发现,瘤
状突起着色较一般组织深。
!! 真菌鉴定
根据 $ & ’& ()**和 +& , & -./0(#121)确定的分类系统,与 3种马先蒿属植物共生的真
菌经鉴定均为漏斗球囊霉(!#$%& $#&&’(’ 4.56* & 7 89:;&)(89:;9<)==等,#123)。真菌孢
子如图版 $:!。
!% 实生苗与真菌共培养
3种马先蒿中只有二歧马先蒿和三色马先蒿部分幼苗成功感染真菌,这些幼苗根侧根
数量多于未感染真菌的幼苗,解剖镜下观察到它们根上有菌丝存在,菌丝呈毛状,长于根
毛。植株生长状况记录如表 !。表 !中,二歧马先蒿真菌成功感染即形成菌根的植株各项
统计均高出未感染真菌即未形成菌根的植株,即前者营养生长状况优于后者,这就表明真
菌对寄主植物的作用之一就是增加寄主植物营养供应,改善寄主植物营养状况,这种作用
是通过何种机制产生的,还有待于更多的研究。同时,野外二歧马先蒿种子萌发后经过 3
个月的生长,植株平均高度(地上部分)在 #> 5<左右,并且已经进入果期,而研究结果
中植株高度在 2% 5<左右,经过 3个月的营养生长中,没有出现孕蕾期,同野外条件下
相距甚远。这就表明,可能还有其它因素如气候因子,生物因子等制约着二歧马先蒿的生
长,它还有待于进一步的研究。
表 ! 真菌感染成功的植株与未感染真菌植株营养生长状况比较
?)@*9 ! A6种类 植株总数
感染
真菌植株数
移栽时平均
须根数
移栽时平均株
高(地上)(5<)
移栽后 %个月
平均株高
(地上)(5<)
经真菌感染处理的 ) * +,-.#-#$( 3I #I 2> #> 2%
未经真菌感染处理 ) * +,-.#-#$( 3I J I3 #I 32
经真菌感染处理的 ) * -.,/##. 3I #! 2I !K 3I
未经真菌感染处理 ) * -.,/##. 3I J I# #> %#
三色马先蒿的研究结果也存在同样的问题。从 #11#年开始,李景秀等(#112)对三
色马先蒿进行了长达 I年的研究,通过增施氮、磷、钾及硼酸等营养,进行低温长日照处
理等方法,获得了株成花 3I朵,结实率达 IKL的好结果。这一研究主要是从植物营养的
改善这一方面进行调控,使三色马先蒿的引种栽培初见成效,这也暗示了共生真菌在寄主
植物营养改善上的作用。
%%%%期 陈绍田等:四种马先蒿属植物的菌根形态学研究
! # $%%&’’和 $ ( )&%*&+(,-./)曾总结以往 0$真菌研究工作,认为 0$真菌对
其寄主的主要作用在于改善寄主营养吸收和利用。虽然我们通过几种马先蒿植物菌根的研
究,目前还没有完全解决该属植物的引种栽培,但研究表明,这几个种均与漏斗球囊霉菌
间存在内共生关系,而且,从栽培研究结果来看,真菌对寄主的作用之一是改善寄主植物
的营养状况,促进营养吸收。
致谢 研究中真菌鉴定工作得到了臧穆研究员的悉心指导和帮助。
〔参 考 文 献〕
李景秀,管开云,李运昌等,,--1 三色马先蒿的引种栽培研究〔2〕 广西植物,!(3):/44—/4.
郑国锠 ,-1. 生物显微技术〔5〕 北京:人民教育出版社
$%%&’’ ! #,)&%*&+,$ (,,-./ 678 9&:8 &; <8*=>?:@9 A @9%?*>?:@9 BC>&997=D@: ;?+E= =+ @E9=>?:’?98 @+F ’78 *8:8>’=&+ &; ;?+E= ;&9 =+&>?G
:@’=&+〔2〕 !#$ % !&’() *+#,##:H.-
I89F8B@+ 2 J,,-44 )8:@’=&+&; @ :@9E8 *&=: A %&9+8 *K=98 ’& K7C’&BC>8’&?* BC>&997=D@: =+;8>’=&+*〔2〕 ,-)./.&(0 $:L,-—L3/
I89F8B@++ 2 J,69@KK8 2 5,,-1H 678 M+F&E&+@>8@8 =+ ’78 N@>=;=> O&9’7P8*’〔2〕 ,-)./&(0 ,+1,%:,—1L
Q@:: R ),S=*7 T 2,,-1- $ U8C ’& ’78 M+F&E&+@>8@8〔2〕 2’01# 3’ ,-)./ 4.),#(/):/L,—/1V
#&9B@+=U N N,T9C@+ J W,X>7?:’D ) W,,-.V N9&>8F?98* @+F 8Y?=KB8+’ ;&9 *’@=B=+E :@9E8 +?B%89* &; K:@+’ 9&&’* ;&9 8+F&BC>&997=D@:
@**@C〔2〕 501 % ,()’.6(./,&’:43L—43.
N7::=K* 2 5,Q@CB@+ ( X,,-1V RBK9&<8F K9&>8F?98 ;&9 >:8@9=+E 9&&’* @+F *’@=+=+E K@9@*=’=> @+F <8*=>?:@9 A @9%?*>?:@9 BC>&997=D@: ;?+E=
;&9 9@K=F @**8**B8+’ &; =+;8>’=&+〔2〕 2’01# 3’ ,-)./ 4.),%%:,4.—,L,
()*+,-,./0- 01 2+,.3 !
, 08*>?:@* =+ >&9’8Z >8::*:$ 7 8 $’()./.’ <@9 $’()./.’;T 7 8 #(9:.101$:0 <@9 #(9:.101$:0;W 7 8 (1$+&’(;./(0 *?%*K (1$+<
&+’’(=0;( 7 8 >($’.$.=0 8
/ XK&98* &; ;?+E=:$ 9 8 $’()./.’ <@9 $’()./.’;T 7 8 #(9:.101$:0 <@9 #(9:.101$:0;W 7 8 (1$+&’(;./(0 *?%*K (1$+&+’’(=0;( 7 8
>($’.$.=0
3 6?B&9* &+ 9&&’*:$ 7 8 $’()./.’ <@9 $’()./.’;T 7 8 #(9:.101$:0 <@9 #(9:.101$:0;W 7 8 (1$+&’(;./(0;*?%*K (1$+&+’’(=0;(
7 8 >($’.$.=0
H33 云 南 植 物 研 究 /3卷