雙孢蘑菇子實(shí)體發(fā)育研究*

宋 超，圖力古爾

（吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)菌物研究所，吉林 長春 130118）

高等真菌個體發(fā)育研究始于20世紀(jì)初期，通過對多脂 鱗 傘 （Pholiota adiposa）[1]、橘 黃 裸 傘 （Gymnopilus spectabilis）[2]、月夜菌 （Lampteromyces japonicus）[3]、蘑菇（Agaricus campestris）[4]、野蘑菇 （Agaricus arvensis）[5]和球蓋菇屬（Stropharia）[6]真菌個體發(fā)育研究發(fā)現(xiàn)，菌褶的形成是環(huán)型菌褶腔的向下折疊生長導(dǎo)致的，在幼小的菌絲團(tuán)中，圍繞著未來的柄部形成一個連續(xù)的、自身為封閉式的環(huán)狀腔或環(huán)狀裂縫?，F(xiàn)在關(guān)于高等真菌個體發(fā)育的研究多集中在研究一些特殊的結(jié)構(gòu)及其起源，并對一些長期存在的問題進(jìn)行重新的解釋，而試圖得出一些結(jié)論。李榮春[7]對雙孢蘑菇原基進(jìn)行掃描電鏡的觀察研究，但只對其形成過程中原基表面的顯微觀察，沒有其內(nèi)部結(jié)構(gòu)起源的研究。

1 材料與方法

試驗所用雙孢蘑菇由吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)菌物研究所提供。

材料切片參見李正理[8]的石蠟切片法，取子實(shí)體各階段的原基或幼子實(shí)體用戊二醛固定液固定，叔丁醇脫水，切片取3種染色方法，即單寧鐵蘇木精法染色、剛果紅染色、番紅結(jié)晶紫染色，顯微鏡觀察、拍照。

2 結(jié)果與分析

2.1 原基發(fā)育

雙孢蘑菇個體發(fā)育過程見圖1。

圖1所示，雙孢蘑菇個體發(fā)育具有以下重要階段：形成球形至卵球形原基（圖1a）；原基迅速膨大并生長過程，在距頂端1/3處向內(nèi)凹出現(xiàn)菌蓋原基（圖1b）；柵欄狀細(xì)胞出現(xiàn)，菌褶腔形成（圖1c）；菌蓋、菌柄和子實(shí)層分化發(fā)育成完整的子實(shí)體（圖1d）。

圖1 雙孢蘑菇個體發(fā)育過程

初期，原基（Primordium） 球形，直徑0.8 mm~1.5 mm，菌絲交織、致密，直徑1.4 μm~3.2 μm，外部菌絲堆積成塊，染色深。原基迅速膨大，第1個分化是菌蓋原基的出現(xiàn)，這時期原基菌絲沒有之前那么排列緊密，變粗，直徑2.5 μm~4.2 μm，原基外部凝結(jié)成塊的菌絲較之前階段多，染色深。之后，在菌蓋原基側(cè)面的裂縫中出現(xiàn)柵欄狀菌絲細(xì)胞，子實(shí)層分化開始，菌蓋和菌柄原基的分化也同時進(jìn)行，這時期的菌絲排列更加松散，交織狀，邊緣菌絲凝結(jié)化減弱，在原基基部形成了基礎(chǔ)密絲組織（Basal plectenchyma）。菌蓋原基向外擴(kuò)展，菌柄原基向上生長，在這兩種生長壓力下，在菌蓋下部，圍繞著菌柄頂端形成一環(huán)狀菌褶腔，子實(shí)層在菌褶腔中形成，即在封閉的空間內(nèi)形成。伴隨著菌褶腔的形成，在菌蓋和菌柄之間，環(huán)繞著菌褶腔基向形成了內(nèi)菌幕，所以菌褶腔的形成是菌蓋、菌柄和內(nèi)菌幕原基（LSP）共同作用的結(jié)果，菌褶在菌褶腔內(nèi)形成直至孢子成熟。菌柄伸長、加粗，菌蓋繼續(xù)向外擴(kuò)展生長，而內(nèi)菌幕的生長緩慢，當(dāng)內(nèi)菌幕的生長跟不上菌蓋的擴(kuò)展和菌柄的伸長時，內(nèi)菌幕在某處斷裂，在菌柄上留下印跡，即菌環(huán)。這也是子實(shí)體成熟的標(biāo)志，這時，原基已經(jīng)發(fā)育生成完整成熟的子實(shí)體。

2.2 子實(shí)層發(fā)育

雙孢蘑菇子實(shí)層形成過程見圖2。

柵欄狀菌絲細(xì)胞出現(xiàn)是子實(shí)層開始分化形成的標(biāo)志。在雙孢蘑菇個體發(fā)育過程中，柵欄狀菌絲細(xì)胞并不是在菌褶腔中最先形成的，而是在菌蓋原基下部、原基生長軸的側(cè)面出現(xiàn)一裂縫中形成，柵欄狀菌絲細(xì)胞在該裂縫的近軸側(cè)形成（圖2 a、圖2b）?？梢姈艡跔罴?xì)胞起源于菌蓋原基內(nèi)部菌絲細(xì)胞。之后裂縫逐漸發(fā)育生成菌褶腔（圖2c），菌褶在這一封閉環(huán)腔中形成，后菌褶菌髓形成，菌絲平行排列，在柵欄狀菌絲中間出現(xiàn)可育膨大細(xì)胞，即擔(dān)子（圖2c、圖2d）。在菌褶腔形成同時，內(nèi)菌幕原基也開始分化。

圖2 雙孢蘑菇子實(shí)層形成過程

在菌褶形成過程中，觀察到Y(jié)型菌褶（圖2c），即在菌褶內(nèi)部菌髓斷裂，出現(xiàn)次菌褶腔，在次菌褶腔周圍生成柵欄狀細(xì)胞，進(jìn)而菌褶一分為二，這時形成的柵欄狀細(xì)胞起源于菌褶菌髓。Y型菌褶的形成發(fā)生在靠近菌褶基部形成次菌褶腔，向菌柄方向形成菌褶。

2.3 邊緣組織和內(nèi)菌幕發(fā)育

雙孢蘑菇邊緣菌絲形態(tài)見圖3。

圖3 雙孢蘑菇邊緣菌絲形態(tài)

初始原基邊緣菌絲形態(tài)同內(nèi)部菌絲相似，交織狀、或彎曲，多凝結(jié)成塊，染色深（圖3a）。隨原基的膨大，邊緣菌絲生長快速，當(dāng)原基呈啞鈴形時可以觀察到，在原基邊緣有一層較寬的染色深的菌絲（圖3b），這些菌絲交織化減弱，菌絲多彎曲在球狀基部，可以觀察到環(huán)狀菌絲。隨著原基的繼續(xù)分化，在子實(shí)層、菌蓋和菌柄逐漸形成的過程中，邊緣菌絲生長較弱，相鄰近的菌絲相互靠近在一起（圖3c），染色同其它菌絲一致，而在球狀不孕基部內(nèi)環(huán)狀細(xì)胞迅速增加，基礎(chǔ)密絲組織發(fā)達(dá)（圖3d）。邊緣菌絲的這種生長趨勢一直延續(xù)到子實(shí)體發(fā)育成熟，所以經(jīng)過觀察邊緣菌絲的變化認(rèn)為，在發(fā)育過程中未觀察到邊緣菌絲分化形成平行或呈菌絲束狀排列、進(jìn)行向外生長的菌幕菌絲，只是菌絲變彎曲、或呈環(huán)狀，相接菌絲多凝結(jié)在一起而使染色變深，所以認(rèn)為雙孢蘑菇不具有外菌幕結(jié)構(gòu)。

在子實(shí)層分化過程中，內(nèi)菌幕原基的分化也同時進(jìn)行。菌褶的發(fā)育是在菌褶腔進(jìn)行的，由于柵欄狀細(xì)胞的最初起源于菌蓋原基內(nèi)部軸面組織，所以，菌褶腔的最初構(gòu)成是以菌蓋組織占主導(dǎo)的。由于菌蓋擴(kuò)展生長勢強(qiáng)，更多的菌蓋組織參加菌蓋的形成，由于菌褶腔端向和基向組織生長速度不平衡造成更大的菌褶腔，這就導(dǎo)致了在菌蓋和還未分化的菌柄中間出現(xiàn)了內(nèi)菌幕原基的分化（圖3e）。同時，菌蓋組織一直間接地參與內(nèi)菌幕原基分化和內(nèi)菌幕形態(tài)建成。內(nèi)菌幕菌絲較內(nèi)部交織菌絲松散、彎曲，較邊緣菌絲細(xì)（圖3f），內(nèi)菌幕原基不同于菌蓋和菌柄組織，它只參加菌褶腔的構(gòu)建，是形成子實(shí)層分化的基向包被。當(dāng)菌褶在包被中發(fā)育成熟的同時，由于菌蓋的擴(kuò)展和菌柄的伸長，半包膜撕裂，使菌褶暴露在外。

2.4 發(fā)育類型

雙孢蘑菇子實(shí)層的形成是在菌褶腔中完成的，后由于內(nèi)菌幕的斷裂使成熟的子實(shí)層暴露在外，所以雙孢蘑菇是半被果型發(fā)育。在原基初期，未觀察到外菌幕的存在，在子實(shí)層形成過程中，由內(nèi)菌幕原基形成了菌褶腔包被，內(nèi)菌幕在子實(shí)體成熟后，在菌柄上形成菌環(huán)；雙孢蘑菇?jīng)]有外菌幕，具有內(nèi)菌幕，是副菌幕發(fā)育型。

在原基發(fā)育過程中，出現(xiàn)的第一個分化是菌蓋原基的出現(xiàn)，之后是在菌蓋原基側(cè)面形成柵欄狀細(xì)胞；子實(shí)層分化開始，在菌蓋和子實(shí)層發(fā)育成熟過程中，菌柄才逐漸開始形成，所以從發(fā)育順序觀察，認(rèn)為雙孢蘑菇是菌蓋發(fā)育型。

3 討論

通過對雙孢蘑菇發(fā)育過程研究發(fā)現(xiàn)，其菌褶腔是由菌蓋中的裂縫形成的，在這一裂縫中最先形成柵欄層，開始子實(shí)層的分化，所以認(rèn)為菌褶是起源于菌蓋基礎(chǔ)組織。在菌褶形成初期，經(jīng)?？梢杂^察到較寬的菌褶，但在成熟后菌褶通常是窄的，通過觀察子實(shí)層形成過程發(fā)現(xiàn)這是菌褶進(jìn)行Y型生長的結(jié)果。Y型菌褶不依賴于子實(shí)層原基初時分化出的菌褶數(shù)量，可以隨形態(tài)不斷形成新的菌褶，這是增加子實(shí)層面積的需要，也是高等真菌進(jìn)化的方向，即是在適應(yīng)環(huán)境的過程中產(chǎn)生更多的后代。

雙孢蘑菇發(fā)育過程中，邊緣菌絲沒有平行排列或菌絲束狀的特征，沒有形成進(jìn)行向外生長的外菌幕菌絲，所以在成熟子實(shí)體上沒有外菌幕起源的鱗片形成。雙孢蘑菇的菌蓋分化最早，之后是子實(shí)層的分化，最后是菌柄的分化形成。所以，在交接區(qū)三者的形成不具有同步性，也就缺乏相互趨同生長的組織；當(dāng)內(nèi)菌幕破裂，在菌柄上留下發(fā)育良好的內(nèi)菌幕殘余即菌環(huán)，但由于內(nèi)菌幕菌絲和菌柄菌絲的不同源性，使其容易從菌柄上脫離。

[1]圖力古爾，宋超，蓋宇鵬.多脂鱗傘子實(shí)體個體發(fā)育[J].食用菌學(xué)報，2011，18(2)：20-23.

[2]宋超，圖力古爾.橘黃裸傘子實(shí)體個體發(fā)育研究[J].菌物研究，2009，7(2)：68-75.

[3]圖力古爾，宋超.月夜菌子實(shí)體個體發(fā)育研究[J].菌物學(xué)報，2010，29(10)：132-137.

[4]Atkinson GF.The development of Agaricus campestris[J].Botany Gaz.,1906(42):241-264.

[5]Beer R.Notes on the development of the carpohore of some Agaricaceae[J].Annales Botany,1911(25):683-689.

[6]Zeller SM.The development of Stropharia ambigua[J].Mycologia,1913(5):139-144.

[7]李榮春.雙孢蘑菇子實(shí)體原基形成的超顯微結(jié)構(gòu)研究[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2001，16(4)：277-278.

[8]李正理.植物組織制片學(xué)[M].北京：北京大學(xué)出版社，1996.