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Microstructure and endophytic fungus distribution of the root of endangered and officinal plant Spiranthes sinensis

濒危药用植物盘龙参根的显微结构及其内生真菌分布研究



全 文 :广 西 植 物 Guihaia 31(2):194— 197 2O11年 3月
濒危药用植物盘龙参根的显微结构
及其内生真菌分布研究
周秀玲,刘紫英
(宜春学院 化学与生物工程学院,江西 宜春 336000)
摘 要 :采用石蜡永久制片和光学显微摄像 的方法,对盘龙参根的显微结构及其 内生真菌的分 布进行了研
究 。结果表明:盘龙参的根由表皮、皮层和中柱组成,表皮上有根毛,皮层所占根径的比例达 70 以上,其 内草
酸钙针晶散在或成束于皮层细胞中。中柱由 18~22个木质部与韧皮部相间排列组成。盘龙参根 的皮层细胞
和中柱中有 内生真菌的分布 ;内生真菌由表皮、外皮层侵入到皮层薄壁细胞和中柱的薄壁细胞中,在皮层和中
柱中形成菌丝和菌丝结 ,并扩展成一定的侵染区域 ,同时在部分皮层细胞中菌丝结已被消化吸收。
关键词 :兰科 ;盘龙参 ;石蜡切片 ;光学显微摄像 ;内生真菌
中图分类号:Q942.4 文献标识码 :A 文章编号 :1000—3142(2011)02一O194—04
M icrostructure and endophytic fungus distribution
of the root of endangered and officinal
plant Spiranthes sinensis
ZHOU Xiu-Ling,LIU Zi-Ying
(College of Chemistry and B 0Png PP g,Yichun University,Yichun 336000,China)
Abstract:Microstructure and distribution of endophytic fungi of the root of Spiranthes sinensis were studied through per—
manent parafin-cut section and optical microscoipe photography.The results indicated that the rhizome of S.sinensis
consisted of epidermis,cortex and stele.The epidermis had many rot hairs,the cortex occupied more than 70 of the
diameter of root,in which the cylinder were sometimes observed.Stele were scattered by eighteen to twenty-two xylem
and phloem.The hyphae of endophytic fungi were colonized in the cortex and stele.They infected the cortex parenchyma
through epidermis and exodermis,and then formed pelotons,and expanded their occupying area of cortex.
Key words:Orchidaceae;Spiranthes sinensis;permanent paraffin-cut section;optical microscope photography;endo—
phytic fungus
盘 龙参 (Spiranthes sinensis)为 兰科 绶 草 属
(Spiranthes)植物 ,又名绶草;被原 国家林业部颁布
的《野生植物保护名录》列为二级保护植物,同时又被
列为国际濒危植物。盘龙参为名贵的药用植物 ,根及
全草入药 ,具滋阴益气 、补肾壮阳、凉血解毒、润肺止
咳、消炎解毒 、强筋骨、祛风湿之功效。盘龙参喜半 日
照,适宜在潮湿和 阳光充足 的环境 下生长。植株高
15~50 cm;根数条簇生于茎基,粗厚 、肉质,幼嫩者表
面着生多数淡黄色细根毛 ;茎直立 ,叶片倒披针形或
条形,花序顶生,具多数密生的小花,似穗状;花白色
或淡红色 ,呈螺旋状排列(林道清等,2003)。散布于
全国各省区;在江西省宜春地区有大量分布。
收稿 日期 :2010-05—1 7 修 回 日期 :2010-10 25
基金项目:江西省教育厅科技计划项目(GJJ08410,GJJ09606)[Supported by Science and Technology Project of Jiangxi Education Department
(GJJ08410,GJJ09606)]
作者简介:周秀玲(J 960),女,江西南昌人,副教授,主要从事药用植物教学和研究工作,(E—mail)zx1600820@163.corn。
通 讯作者 (Author for c0rresp0ndence,E—mail:yingziliu2008@ 163.com)
2期 周秀玲等 :濒危药用植物盘龙参根的显微结构及其内生真菌分布研究 195
目前 国内外对盘龙参 的药效成分 、内生真菌 已
有报 道 (程 玉 鹏 等 ,2008;董 美 伶 等 ,2005;Peng,
2008),但关于其根的显微结构方面及根 中内生真菌
的分布尚未见报道 。本文研究了自然生长状态下的
盘龙参根的显微结构及 内生真菌的分 布,为今后研
究兰科盘龙参植物 的生长发育、内生真菌的分布规
律、次生代谢产物与内生真菌 的关系 以及盘龙参 的
保护工作提供 了科学依据 。
1 材料和方法
1.1材料来源
实验材料 盘龙参 (Spiranthes sinensis)取 白江
西省宜春学院校园。
1.2实验方法
(1)石蜡切片制作法 :将盘龙参根在流水下冲洗
干净 ,选取正常完整的根 ,切成 0.2~0.5 cm 长的小
段迅速固定于 FAA固定液中,常规石蜡切片制作 ,切
片厚度 1O~16 m,番红 固绿对染 ,中性树 胶封片。
(2)显微摄像 :取制好的石蜡切片放于重庆奥特产高
级数码生物显微镜 SK—DM500光学摄像仪下摄像。
2 结果与分析
2.1盘龙参根的解剖特征
盘龙参 的根茎 由表皮 、皮层和 中柱三部分组成
(图 1:A)。
最外层由表皮细胞发育而来,其细胞 1列 ,扁圆
形或扁长方形 ,微木化 ,它主要起保护 、吸水 、透气 、
减少内部组织细胞水分散失的作用 ;表皮细胞外壁
突出形成根毛 (图 1:B),可以看出根 毛细胞 和一部
分表皮细胞常被破坏 ,是根穿越土壤时与土壤磨擦
而形成的。
皮层位于表皮内侧 ,由 11~14层细胞组成 ,皮
1 A.一个完整的盘龙参根横切面,示表皮、皮层及中柱(bar=500 m);B.根横切面的一部分,示根表有根毛(bar=500 m);C.根横
切面的一部分,示皮层细胞内的针状结晶束(bar一50 m);D.根的中柱横切面的一部分,示木质部和韧皮部相问排列(bar=200 m)。Rh.
根毛;Ep.表皮;Co.皮层;N.细胞核;Cr.结晶体;S.中柱;PI.髓;XY.木质部;PH.韧皮部;H.真菌菌丝;P.菌丝结。
Fig.1 A.An intact transverse section of root ofSpiranthes sinensis,composed of epidermis,cortex。endodermis and vascular bundle sheath
(bar一500“m);B.The transverse section of root,showing FOOt hair on the face of root(bar一5O0 um);C.The transverse section of rhizome
of S.sinensis,showing needle cluster crysta【linecrystal in cortex cell(bar一 50 “m);D.The transverse section of vascular bundle sheath
showing xylem alternated with phloem(bar一200 ptm).Rh.Root hair;Ep.Epidermis;Co.Cortex;N.Nucleus;Cr.Crystal;S.Stele;P1.
Pith;XY.Xylem;PH.Phloem;H.Hypha;P.Peloton.
层组织包括外皮层、中皮层和 内皮层三层结构 ,由基
本分生组织发育而来 ,皮层宽广,由多层薄壁细胞组
成 ,所 占根径的 比例很大(70 以上),中皮层组织细
胞较大 ,多角球形 ,细胞壁薄 ,内含物最丰富,是活力
最旺盛的细胞 ,个别 中皮层细胞 中充满 了针状束草
酸钙晶体(图 1:C)。针状结晶常分布于与外皮层相
邻的几层皮层细胞中。皮层最内一层特化的细胞为
内皮层 ,由排列紧密的方形或长方形细胞组成,细胞
较小 ,细胞有活力 ,壁稍加厚 ,其 中与木质部的薄壁
细胞相对的为 内皮层通道细胞。
根的中心部分称为 中柱(图 l:D),由中柱鞘、韧
皮部 、木质部和髓构成 ,中柱 内有 18~22个木质部
与韧皮部交替排列 ;髓较大,由薄壁细胞组成 。
2.2盘龙参根中内生真菌的分布
盘龙参根 中内生真菌是通过破坏表皮组织侵染
根皮层组织细胞。从显微镜下可观察到在表皮 的表
皮层上均有许多着色较深 的凹陷部分,这些是真菌
菌丝的侵入位点 ;表皮细胞 中分 布有大量菌丝 (图
2:A),菌丝侵入点附近的表皮细胞已被破坏,相邻
的外皮层细胞出现不 同程度的异常和解体 ;在真 菌
菌丝侵染到表皮细胞后 ,菌丝常在表皮细胞间切 向
延伸,并逐渐朝皮层方 向侵染 ;一般来说 ,被真菌侵

2期 周秀玲等 :濒危药用植物盘龙参根的显微结构及其内生真菌分布研究 197
不一致。兰科植物 中内生真菌侵染机制和消化过程
是非常复杂 的 (丁晖 等,2002;周 斌等 ,2003;李 明,
2001;陈佳昕等,2008),目前研究 的结果仍未能对此
作出完善的解释 ,盘龙参 根中的内生真菌 的消化过
程有待进一步研究。皮层细胞的细胞 核常膨大 ,真
菌菌丝结往往向细胞核靠近 ,有时会将细胞核包裹
起来 。范黎等(2000)曾报道 了密花石斛等 6种兰科
植物菌根的特征,发现染菌 的皮层细胞细胞核常膨
大,且菌丝常向细胞核靠近。在本研究 中我们 观察
到了同样的现象,这是否与调控皮层细胞对菌丝 的
消化吸收有关现在还不清楚。对 内生真菌引起宿主
染菌细胞核大小和形态变化及其与未染菌皮层细胞
的细胞核大小和形状的差别还需做进一步的研究 。
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