planT是什么意思( 二 )

文章插图
//图4 不同植物个体之间通过与真菌形成各种类型的菌根构建起相互联系的地下网络（图片引自文献2）
什么是外生菌根？
外生菌根是人类最早发现的菌根类群，其特点是菌丝附着在植物根的表面形成特定的生理结构，帮助植物吸收矿质营养和水分，同时帮助植物抵抗病原菌的侵染。而作为回报，植物将通过光合作用合成的碳水化合物等养分提供给菌根真菌。虽然只有大约2%的维管植物能够与真菌形成外生菌根，但是能够形成外生菌根的这些植物主要包括松科（如落叶松、水杉等）、壳斗科（如栎树、桦树等）以及亚热带的地区的龙脑香科（如望天树）等，这些大多都是不同森林生态系统中的建群树种，因而外生菌根对于森林生态系统具有广泛的影响。尽管能够形成外生菌根的植物种类很少，但是却有超过2万种不同类型的真菌（约占总数的40-45%）可以与之形成外生菌根，其中绝大多数都是子囊菌和担子菌，而这里面几乎涵盖了我们已知的所有可以食用的蘑菇种类。而且科学家们通过对全球范围的土壤真菌组成分析发现，外生菌根分布的热点区域在北温带，这也进一步说明了为什么我们人类最爱吃的那些蘑菇（如法国和意大利的松露、青藏高原的松茸、还有蒙古口蘑等）都喜欢生长在松树、桦树这些树林中。
//图5 解剖镜下的油松外生菌根（上）及其横剖面（下）（图片由辽宁省林业科学研究院王琴博士提供）
什么是丛枝菌根？
丛枝菌根主要是由一种较为原始的真菌—球囊菌门的真菌侵入植物的根系细胞而形成，它们生长在植物根的内部。当真菌的菌丝在植物根系的皮层细胞间隙生长，然后穿透皮层细胞形成分枝状的菌丝，这种结构被真菌学家形象的称为“丛枝” ，尽管只是在植物细胞的间隙形成，但这种结构特别有利于真菌对于植物合成的养分的吸收。另外，还有些丛枝菌根的菌丝则是直接进入到根系细胞内，或细胞间形成一种含有磷脂和蛋白质的球状结构，被称为泡囊。泡囊和丛枝是丛枝菌根具有的两个典型结构特征，但是要注意的是，并非所有的丛枝菌根都会形成泡囊。
//图6 A为未被真菌Rhizophagus irregularis侵染的蒲公英根系；B为侵染后的根系，其中可见丛植菌根的典型结构：丛枝（arbuscule）；泡囊（vesicle）；以及根内菌丝（intraradical mycelium）（图片引自文献3 ）
兰科菌根与欧石楠菌根
在漫长的生命进化旅程中，兰科植物与真菌建立了非常密切的共生关系，从种子的萌芽开始，真菌就在其细胞中形成了密集的菌丝。而且，喜欢养兰花的朋友们可能都有体会，在野外的采摘的美丽兰花，移栽到家中却总是几乎十死无生。其实，就是由于兰花脆弱的根系难以为其提供赖以生存的营养，而其必须依靠与原生土壤中的共生真菌形成菌根才能存活。
//图7 小斑叶兰球茎（上）箭头所示为细胞内共生的菌丝；扫描电镜下的细胞内菌丝（下）（图片来自网络）
有意思的是，在最初对兰科根系真菌的研究发现，丝核菌属（Rhizoctonia）是一个主要类群，而对于禾本科植物来说，丝核菌则是常见的致病菌，像著名科幻电影《星际穿越》中描述的毁灭全球所有农作物的那个枯萎病，在现实中就是由立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）引起的。为什么对禾本科几乎杀无赦的丝核菌却能和兰科植物能够如此友好的和平共处呢？这是一个耐人寻味的问题。