扇脉杓兰(Cypripedium japonicum Thunb.)菌根显微结构与内生真菌多样性

摘要

兰科植物是被子植物中最大的科之一，具有极高的观赏价值和药用价值，由于过度采挖和生境的迅速丧失，兰科植物的种类和数量急剧减少，处于濒临灭绝、亟待保护的境地。在自然界中，几乎所有兰科植物都与真菌共生形成菌根，必须部分或全部依靠菌根提供营养才能完成其生活史。对兰科菌根的深入研究，有助于进一步探索兰科植物的适应机制，加强对野生兰花资源的有效保护。本文以扇脉杓兰(Cypripedium japonicum Thunb.)野生植株的新鲜营养根为实验材料，研究菌根的显微结构、菌根真菌的侵染方式以及胞内菌丝团的特点，并对其内生真菌进行分离鉴定，旨在揭示扇脉杓兰菌根的形成机制以及内生真菌的物种多样性，从而为扇脉杓兰与菌根真菌的共生关系研究和有益菌株的筛选奠定基础，同时，丰富我国菌根真菌资源的种类，为兰科植物就地保护和迁地保护中涉及的生境评估提供参考。
　　 通过石蜡切片法和苯胺蓝染色压片，借助光学显微镜对扇脉杓兰菌根进行观察，结果表明：扇脉杓兰的根部结构由根被、皮层和中柱三部分组成，根被组织由一层细胞组成，皮层占根横切面的大部分，皮层细胞分布有大量的淀粉粒，通常集中于细胞核周围，有时可见针状晶柬。初生木质部六原型，与初生韧皮部相对的内皮层细胞呈明显的马蹄形增厚。扇脉杓兰菌根具有兰科菌根的典型特征，真菌在皮层细胞形成大量的胞内菌丝团，菌丝具横隔，细胞间隙只有少量菌丝，内皮层、中柱和根尖细胞无真菌分布。菌丝团之间通过贯穿细胞壁的菌丝相互连通，形成一个连续的整体。真菌的入侵主要通过破坏扇脉杓兰的根被组织，进而侵染皮层细胞或者在有活力的根被细胞内形成菌丝异常膨大的菌丝团。在根被细胞内有时也会形成泡囊结构，通过较细的菌丝相互连通。在泡囊结构存在的区域，根被细胞中不形成膨大的菌丝团。
　　 采集扇脉杓兰的新鲜营养根进行内生真菌分离，依据形态特征归并后得到13个菌株纯培养。通过rDNA-ITS序列分析结合形态学特征将其中10个菌株鉴定到8个种，分别是Fusarium solani，Neonectria radicicola，Chaetomium globosum，Alternaria alternate，Phialosimplex caninus，Ceriporialacerate，Trichoderma asperellum，Debaryomyces hansenii：其余3个菌株，1个鉴定为鬼伞属(Coprinellus sp.)，2个鉴定为口蘑科(Tricholomataceae)和发菌科(Trichocomaceae)。系统分类学分析显示，这些菌株隶属于3亚门、5纲、8目、10科、10余属。其中，子囊菌亚门3纲、4目、4科、4～5属，担子菌亚门1纲、2目、3科、3属，半知菌亚门1纲、2目、3科、3属，表明扇脉杓兰能与多种真菌类群建立共生关系，在一定程度上反映出其内生真菌的物种多样性，与其广布种的特征是相一致的。