南京林业大学学报(自然科学版)

作者：邓家珍,叶绍明,林铭业,蓝雅惠,燕羽,樊容源,潘彩玲

单位：广西大学林学院,广西森林生态与保育重点实验室,广西 南宁 530004

关键词：降香黄檀,根瘤,根瘤菌,超微结构,类菌体,共生固氮

基金：国家自然科学基金项目(31460196)

【目的】 探明降香黄檀(Dalbergia odorifera)根瘤的形态特征、组织学特点以及超微结构,明晰瘤内根瘤菌的超微特征,为豆科植物根瘤的分类研究提供新的基础资料。【方法】 以降香黄檀根瘤为材料,制作石蜡切片、超薄切片和扫描电镜样品,利用光学显微镜观察降香黄檀根瘤形态和显微结构,利用透射电镜和场发射扫描电镜观察根瘤细胞和根瘤菌在超微视野下的特征,并测定不同瘤龄的根瘤豆血红蛋白含量,分析根瘤结构与固氮功能的关系。【结果】 ①形态特征:降香黄檀根瘤从1 d发育至60 d,形状由圆形逐渐分化为椭圆形、杠铃形及不规则椭圆形等,颜色由黄白色向黄褐色转变,着生部位由侧根和基部逐渐向主根扩散;根瘤发育过程中,豆血红蛋白含量呈先升后降的趋势,在瘤龄3~5 d的根瘤中达到最高。②组织学特点:降香黄檀根瘤含有2~3个侵染区域;维管束分布于侵染区域周围,其内的环纹导管以端壁首尾相连。③超微结构:透射电镜观察下,降香黄檀根瘤侵染细胞与非侵染细胞存在明显不同。侵染细胞体积膨大,不含液泡,内含多个含有膜结构的泡囊,膜内包被着由根瘤菌分化成的类菌体,而线粒体和内质网等细胞器被挤至细胞壁边缘;非侵染细胞几乎被液泡充满,细胞壁厚薄不均,淀粉粒和一些质体围绕细胞核存在。形态各异的类菌体拥有细胞壁和细胞膜,内含多磷酸盐(PP)颗粒和聚-β-羟基丁酸盐(PHB)颗粒。降香黄檀根瘤侵染细胞内存在两种膜合成状态,一是膜小泡参与泡囊膜的合成,二是泡囊膜附近出现絮状膜物质,泡囊膜可解离。扫描电镜观察发现,大量长杆状根瘤菌类菌体交织缠绕,多个泡囊膜贴合在一起呈现连续状,形成紧密的膜系统。【结论】 降香黄檀根瘤属于“有限型”根瘤。瘤龄显著影响降香黄檀根瘤豆血红蛋白含量。降香黄檀根瘤维管组织发达,瘤内类菌体数量多且含有储能功能的PP和PHB颗粒,根瘤细胞的泡囊膜系统强大,这些结构给降香黄檀根瘤的固氮功能提供了支持。

来源：2023年第5期

《南京林业大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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