全 文 ：外生菌根菌的传统分类鉴定主要是根据真菌子
实体的形态学、 解剖学等特征来确定 [1]。 但由于有
些菌根菌需要长时间的发育和分化， 或是特定的环
境条件满足时， 才会产生子实体， 导致多数时间见
不到子实体， 很难或无法对这些菌进行鉴定。 对于
这类菌根菌， 人们一直在寻找一种只需根据菌根的
形态、 解剖学特征等， 就能直接鉴定出菌根菌的方
法。 而外生菌根菌研究的首要问题就是菌根的识别
与鉴定。
最早的菌根鉴定由Trappe[2]于 1967 年提出， 认
为对菌根共生体的鉴定应主要根据菌丝体的特征，
如锁状联合有无、 菌丝有无分隔或有无特定结构等
比较稳定的特征来确定， 以不稳定的特征， 如外部
形态、 颜色等作为参考； Dominik[3]首次以菌根的形
态解剖特征为依据， 以菌套特征及颜色等为辅助依
据， 提出较为详尽的外生菌根分类系统， 共分了
12 个亚类（Subtype）， 每个亚类 1～9 个属（Genus）。
但由于多数菌根的颜色受环境条件影响会有变化，
故这个菌根分类系统存有缺陷。 壳斗科植物上的菌
根， 在菌根形状、 颜色， 菌套的形态结构， 或是菌
套上根状菌索的形态结构， 都缺乏象松树菌根那样
具有明显的、 可供区分的特征。 因此， 如何区分壳
斗科菌根是一个难点。
外生菌根菌与寄主细根共生形成菌根后， 其菌
丝在寄主根细胞间隙生长形成哈蒂氏网， 并在根外
周形成菌鞘又称菌套， Strull[4]提供其制作的超薄切
片显微观察图， 认为包被在菌根外表的菌套存在越
外表结构越松弛的现象， 内部构成哈蒂氏网。 近年
的观察 [5-6]又发现在菌套和哈蒂氏网之间， 菌根还
存在一网状结构的物体， 有认为其为菌套， 也有认
热带作物学报 2013， 34（11）： 2097-2101
Chinese Journal of Tropical Crops
收稿日期 2013-06-05 修回日期 2013-09-02
基金项目 福建省农业科学院青年创新基金(No. 2011QB-18)。
作者简介 黄敏敏（1977年—）， 女， 在读硕士研究生， 助理实验师； 研究方向： 电子显微镜操作及样品制备工作。
正红菇、 牛肝菌外生菌根内层形态和
结构的扫描电镜观察
黄敏敏 1，2， 陈宇航 3， 姚清华 1，2
1 福建省农业科学院中心实验室， 福建福州 350003
2 福建省精密仪器农业测试重点实验室， 福建福州 350003
3 福建省农业科学院食用菌研究所， 福建福州 350003
摘 要 对壳斗科树（与正红菇、 牛肝菌共生）共生菌根的内层超微结构进行扫描电镜观察前处理的研究， 以对
上述菌根及与其相关的菌根菌的识别方法进行补充。 结果表明， 进行菌根内层超微结构的扫描电镜观察， 应选
择浅棕色、 直径 1～2 mm 的成熟细根部分。 通过不同浓度氢氧化钙、 不同时间的处理， 可获得清晰的可识别的
哈蒂氏网或类似图像。 菌根的哈蒂氏网形态结构具有一定的稳定性。
关键词 菌根； 哈蒂氏网； 扫描电镜观察
中图分类号 S646 文献标识码 A
The Observation of Mycorrhizal Microstructure
with Scanning Elcetron Microscope （SEM）
HUANG Minmin1,2, CHEN Yuhang3, YAO Qinghua1,2
1 Central Laboratory, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou, Fujian 350003, China
2 Fujian Key Laboratory of Precision Measurement of Agriculture, Fuzhou, Fujian 350003, China
3 Institute of Edible Fungi, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou, Fujian 350003, China
Abstract This paper is to explore the observation condition of mycorrhizal microstructure with SEM and observe
them in order to make a supplement of identification methods to mycorrhiza and mycorrhizal fungi. The results
showed that the light brown and mature fine root with 1~2 mm diameter should be selected. The microtubule and
hartig net images could be obtained clearly and identifiably by being treated with different Ca(OH)2 concentrations
and times. The structure of microtubule was certain stability and could be used to identify mycorrhiza and
mycorrhizal fungi.
Key words Mycorrhiza; Hartig net; Scanning electron microscope
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2013.11.004
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第 34 卷热 带 作 物 学 报
A： 正红菇； B： 褐牛肝； C： 菌根。
图1 正红菇、 褐牛肝的菌套、 外延菌丝及菌根断面剖析扫描电镜图
为其为哈蒂氏网 ， 也有人将其另命名为微管
（microtuble）， 其来源也稍有争议。 笔者暂将这些
网状结构归入哈蒂氏网的外层部分。 本研究利用扫描
电镜开展壳斗科植物外生菌根的识别与分类， 以期对
上述菌根及与其相关的菌根菌的识别方法进行补充。
1 材料与方法
1.1 供试菌种及树种
供试菌种包括正红菇（Russula griseocarnosa）、
褐牛肝菌（Boletus aereus）， 均由福建省农业科学院
食用菌研究所提供 。 供试壳斗科树种包括红椎
（Castanopsis hystrix）、 板栗（Castanea mollissima）、
米槠（Castanopsis carlesii）， 种子由福建省来舟试验
林场提供。
1.2 菌根的获得
1.2.1 室内无菌小苗培养 采用灭菌的基质培育
小苗。 灭菌基质的处理方法为： 将细砂、 蛭石、 泥碳
土、 无菌水按 1 ∶1 ∶1 ∶0.3（m/m）混合并搅拌均匀， 装
入培养试管（Φ60 mm×300 mm）中在 121℃下灭菌 1 h，
冷却后待用。 将红椎、 板栗、 米槠种子通过 0.1％氯
化汞表面消毒后， 移入上述试管， 待萌发后 20 d
供接种， 每处理 30株， 并定期观察其生长情况。
1.2.2 无菌条件下菌根的获得与采集 当供试壳
斗科苗木生长 20 d 后进行接菌， 接菌用量为每株
10 mL供试MMN液体培养[7]的菌丝（约含菌量 10μg）。
对照组的苗木培育方法相同（包括种子处理， 下种
装瓶， 水肥管理等）， 每株加入无菌 MMN 培养液
10 mL。 接种供试菌 3 个月后， 定期观察菌根率并
采集菌根供试验处理。
1.3 菌根的扫描电镜片制备与观察
菌根取样→蒸馏水漂洗→超声波清洗→JEOL
冷冻干燥仪真空冷冻干燥→金属镀膜后， 在 JSM-
6380LV扫描电子显微镜下观察菌套。
1.4 菌根氢氧化钙液脱菌套处理及扫描电镜片制
备与观察
菌根取样→蒸馏水漂洗→超声波清洗→不同浓
度处理菌根→脱菌套→蒸馏水漂洗→超声波清洗→
5％戊二醛固定→pH 值为 7.0 的磷酸缓冲液置换 3
次→锇酸固定→双蒸水清洗 3次→酒精逐级脱水→
叔丁醇置换→JEOL 冷冻干燥仪真空冷冻干燥→金
属镀膜后， 在 JSM-6380LV 扫描电子显微镜下观察
菌套下的菌根形态和结构的图像。
1.4.1 不同取样部位的药剂处理与观察 选取上
述接种后样本的菌根， 分别挑选深棕色且直径在
2～3 mm 的根为 A 组、 呈白色且直径在 1 mm 以下
的幼嫩细根为 B 组和直径小于 2 mm 且大于 1mm
的成熟细根为 C 组， 分别用浓度 1％的氢氧化钙对
A、 B、 C 三组前处理 3 min， 以双蒸水浸泡 3 min
处理菌根作空白对照为 D 组， 分别进行样品的扫
描电镜处理和观察。
1.4.2 不同药剂处理浓度和时间间隔的处理与观察
设定 0.50％、 0.75％、 1.00％、 1.25％、 1.50％
5个氢氧化钙液处理浓度， 1.5、 3、 4.5、 5 min 共 4
个处理时间， 全处理测定， 以双蒸水浸泡 1.5、 3、
4.5、 5、 20 min 处理菌根作为空白对照， 扫描电镜
下观察各处理的显微结构图像。
1.4.3 同一菌种接种不同树种的处理与观察 红
菇菌接种在红椎（Castanopsis hystrix A.DC）、 米槠
[Castanopsis carlesii（Hemsl.）Hayata]、 板栗（Castanea
mollissima）不同树种上， 所形成的菌根， 通过药剂
处理后进行哈蒂氏网超微结构比较观察。
1.4.4 不同菌接种同一树种的处理与观察 正红
菇、 褐牛肝用上述办法接种在同一种寄主植物上所
获得的共生菌根， 通过药剂处理后进行哈蒂氏网超
微结构的比较观察。
2 结果与分析
2.1 未预处理菌根的扫描电镜观察结果
未经上述药剂预处理的菌根， 在扫描电镜下可
以直接观察到红菇菌及牛肝菌的菌套图片（图 1），
但无明显的、 稳定的可区别的特征。 各供试菌的菌
丝也无明显的可识别种属间差异。
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第 11 期
2.3 不同药剂浓度和时间处理对脱菌套及扫描电
镜下观察的影响
用不同氢氧化钙液浓度以及不同处理时间进行
脱菌套处理， 包括对照共 30 组处理， 处理全部选
用上述 C 组， 浅棕色直径 1～2 mm 的成熟细根。 从
表 1可见， 当氢氧化钙浓度低于 0.75％且处理时间
短于 3 min 时， 菌套不能剥落， 仅见到没有识别特
征的菌丝覆盖（图 3-A）， 与 CK 处理（图3-B）呈相
同图像特征。 当氢氧化钙浓度为 0.50％处理时间为
4.5 min、 浓度为 0.75％处理时间为 3 min、 浓度为
1％处理时间为 1.5 min时， 菌套呈半脱状态， 可以
看到菌套下的哈蒂氏网形态（图 3-C）。 当氢氧化钙
浓度为 0.50％处理时间为 5 min、 浓度为 0.75％处
理时间为 4.5 min、 浓度为 1％处理时间为 3 min、
浓度为 1.25％处理时间为 1.5 min、 浓度为 0.75％
处理时间为 5 min、 浓度为 1％处理时间为 4.5 min、
浓度为 1.25％处理时间为 3 min 及浓度为 1.50％处
理时间为 1.5 min 时， 这 8 个处理的菌套完全脱落
2.2 不同菌根取样部位的同一药剂处理对观察图
像的影响
在同一浓度和时间的药剂处理下， 取样部位
（菌根的成熟度）不同对扫描电镜下观察哈蒂氏网层
图像的结果不同。 从图 2 可见， A 组黑棕色老、 粗
根， 看不到菌套， 处理后只看到正常的根细胞； B
组太嫩的白色细根则只有菌套， 处理后部分脱了菌
套， 看到的也只有维管束， 没有哈蒂氏网； C 组浅
棕色成熟细根部分， 菌套均匀脱落， 菌套下哈蒂氏网
超微结构完全裸露出来。 经药剂处理后的三组图像
与 CK处理（图2-D）的图像特征完全不同。 因此制样
中应选择浅棕色， 直径 1～2 mm的成熟细根部分。
A： 老、 粗根； B： 白色嫩根； C： 成熟细根； D： CK处理。
图2 不同取样位置观察到的图像差异
表1 不同药剂处理脱菌套结果
浓度/％
时间/min
1.5 3 4.5 5 20
0.50 菌套未脱哈蒂氏网未脱 菌套未脱哈蒂氏网未脱 菌套半脱哈蒂氏网未脱 菌套全脱哈蒂氏网未脱 -
0.75 菌套未脱哈蒂氏网未脱 菌套半脱哈蒂氏网未脱 菌套全脱哈蒂氏网未脱 菌套全脱哈蒂氏网半脱 -
1.00 菌套半脱哈蒂氏网未脱 菌套全脱哈蒂氏网未脱 菌套全脱哈蒂氏网半脱 菌套过脱哈蒂氏网过脱 -
1.25 菌套全脱哈蒂氏网未脱 菌套全脱哈蒂氏网半脱 菌套过脱哈蒂氏网过脱 菌套过脱哈蒂氏网过脱 -
1.50 菌套全脱哈蒂氏网半脱 菌套过脱哈蒂氏网过脱 菌套过脱哈蒂氏网过脱 菌套过脱哈蒂氏网过脱 -
CK 菌套未脱 菌套未脱 菌套未脱 菌套未脱 菌套未脱
黄敏敏等： 正红菇、 牛肝菌外生菌根内层形态和结构的扫描电镜观察 2099- -
第 34 卷热 带 作 物 学 报
而哈蒂氏网呈未脱状态， 可以清晰识别哈蒂氏网图
像（图 3-D）。 当时间长于 5 min 且浓度高于 1％时，
虽菌套完全脱落， 但同时菌套下的哈蒂氏网层遭不
同程度破坏（图 3-E）， 同样难以识别。 对照的 5 个
处理时间， 包括长达 20 min 的处理仍然是菌套未
脱。 试验结果表明， 通过控制氢氧化钙处理的浓度
与时间， 可以通过剥脱菌套等不同菌根结构层次来
获取菌根不同层次的超微结构图像， 包括菌套、 哈
镑氏网的结构及形态图像（图 3-F）。
2.4 正红菇菌种与不同供试树种所生物合成共生
菌根的图像
将正红菇菌种接种在红椎、 米槠、 板栗这 3种
不同的树种上， 所形成的共生菌根采用上述办法可
以观察到有一定规律的可识别的哈蒂氏网形态结构
（图 4）， 红椎+红菇的菌根上所观察到的图形为近
乎规则排列的正方形， 米槠+红菇的菌根所观察到
的图形为规则排列的长方形， 而板栗+红菇的菌根
所观察到的图形则为不规则排列的方形。
2.5 不同供试菌种在同一种寄主植物上形成的共
生菌根的图像区别
将正红菇菌种和褐牛肝菌种接种在同一寄主植
物（红椎）上， 所生物合成的共生菌根是可识别的并
有各自不同规律的哈蒂氏网形态结构（图 5）。 正红
菇具备独特的、 扁方形的、 近 “曰” 字形网格； 褐
牛肝（商品名白牛肝或 “白葱” ）则为细长格。
A： 菌套未脱哈蒂氏网未脱； B： 菌套未脱哈蒂氏网未脱（CK处理）； C： 菌套半脱哈蒂氏网未脱；
D： 菌套全脱哈蒂氏网未脱； E： 菌套过脱哈蒂氏网被破坏； F： 菌根不同层次超微结构图像。
图3 不同浓度和/或时间处理获得的半脱、 全脱的菌根的可识别解剖特征
A： 正红菇+红椎； B： 正红菇+米槠； C： 正红菇+板栗。
图4 同一菌种在不同寄主植物上的共生菌根内层的图像区别
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第 11 期
3 讨论与结论
3.1 扫描电镜观察的前处理条件
本试验结果表明， 进行菌根内层超微结构的扫
描电镜观察， 应选择浅棕色、 直径 1～2 mm 的、 成
熟但未过熟的细根。 氢氧化钙的浓度为 0.50％处理
时间为 5 min， 浓度为 0.75％处理时间为 4.5 min，
浓度为 1％处理时间为 3 min 或浓度为 1.25％处理
时间为 1.5 min 范围内， 可获得清晰的可识别的哈
蒂氏网超微结构图像。
3.2 壳斗科外生菌根扫描电镜观察图像在识别菌
根中的作用
正红菇与红椎、 米槠、 板栗这 3种不同的树种
所生物合成的共生菌根， 用上述办法处理后获得可
识别， 并且具有一定规律的哈蒂氏网形态结构。 也
有人认为上述所观察到的不是哈蒂氏网， 甚至不是
菌或菌根的结构， 而是一种叫微管 [3]的结构， 但这
并不重要， 重要的是本研究揭示了这种结构形态会
因菌而异， 并能被观察到， 可能成为一种识别特
征。 这种形态结构虽受寄主种类影响有一些差异，
但总体有规律， 可识别。 尤其是不同菌根菌在同一
树种上形成的这些超微结构是不同的， 正红菇为扁
方形的网格， 褐牛肝则为细长格。 这些结果与罗土
炎等[8]的报道一致， 在生产和科研上有重要意义。
3.3 菌根扫描电镜前处理的意义
本研究通过药物前处理， 可以逐层剥脱外生菌
根的菌套显示其内层结构， 使得一些仅观察菌套外
层结构无法区别的菌根变成可以区别， 而且进一步
可以通过不同的处理方案获得不同菌根发展阶段的
图像， 来观察研究菌根的内层结构的动态变化， 研
究菌根的发展过程， 具有重要的意义。
致 谢 本文承福建省农业科学院青年创新基金资助，
陈宇航研究员指导。
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A： 正红菇； B： 褐牛肝。
图5 不同菌种在同一种寄主植物上的图像区别
责任编辑： 沈德发
黄敏敏等： 正红菇、 牛肝菌外生菌根内层形态和结构的扫描电镜观察 2101- -