根瘤和菌根

实验二十四 根瘤和菌根

　　（一）根瘤

　　豆科植物的根系上常常有一些瘤状结构，称为根瘤（图24-l）。根瘤是由于根瘤菌从根毛侵入，然后穿入皮层的细胞，大量繁殖，同时分泌一些刺激物质，使邻近的皮层细胞强烈分裂，体积膨大，在根上形成了瘤状突起。

　　根瘤菌一方面从皮层细胞吸取水分和养料，另一方面它能固定空气中的游离氮，转变成能被植物利用的含氮化合物，成为植物氮素营养的一个来源。因而根瘤菌和高等植物是共生的关系。

　　取蚕豆和大豆（Glycine max）根系，观察根瘤的外部形态。在较幼小的侧根或主根上，有一个个球形的瘤状突起物，表面比较粗糙，且高低不平，有的呈白色或浅绿色，有的呈粉红或红色。根瘤的大小不一，但都明显地比根的直径大，它们大多分布在主根或一级侧根上。然后取蚕豆根瘤横切面的永久制片，在显微镜下观察，可以清楚地看到，由于细胞的强烈分裂和体积的增大，使皮层部分畸形增大，形成了瘤状突出物，结果使根的维管柱以相当小的比例偏在一边。在高倍物镜下可以看到皮层细胞中分布有许多染成蓝黑色的短杆菌，这就是共生的根瘤菌。

　　（二）菌根

　　菌根是与真菌共生的根，真菌从植物获取所需的有机营养。反过来，它又供给植物体以水分和无机盐，有些真菌还有固氮作用。按照真菌在根中的着生部位不同，可分为两类：外生菌根和内生菌根。很多木本植物和裸子植物都可产生菌根，如油松（Pinus tabulaeformis）、圆柏（Sabina chinensis）、柳树（Sa-lix）、鹅耳枥（CarPinus）、毛白杨（Populus tomentosa）、山杨（Populus davidiana）、栓皮栎（Quercus variabilis）、桦树（Betula）等等。

　　1．外生菌根 挖取松树（Pinus）的最细小具根尖的侧根，观察其外部形态，在根尖看不到根毛，根的前端变成“Y”形的钝圆的短柱状，好似一个小短棒，许多菌丝包在根的外面（图24—2）。从切片上可看到真菌的菌丝体侵入皮层细胞的细胞间隙，但不侵入细胞内部。其它植物的菌根从外形上看也是短粗的棒状，好象较僵硬的样子。

　　2．内生菌根 取地锦槭（Acer mono）幼根横切面的永久制片，在显微镜下观察。根的各部分结构完好无缺。角质层、表皮层、皮层和维管柱界限分明，在大部分皮层细胞里有被切成片段的真菌的菌丝体，而在细胞间隙里是没有菌丝的（图24-3）。