双孢蘑菇子实体发育研究*

宋 超，图力古尔

（吉林农业大学菌物研究所，吉林 长春 130118）

高等真菌个体发育研究始于20世纪初期，通过对多脂 鳞 伞 （Pholiota adiposa）[1]、橘 黄 裸 伞 （Gymnopilus spectabilis）[2]、月夜菌 （Lampteromyces japonicus）[3]、蘑菇（Agaricus campestris）[4]、野蘑菇 （Agaricus arvensis）[5]和球盖菇属（Stropharia）[6]真菌个体发育研究发现，菌褶的形成是环型菌褶腔的向下折叠生长导致的，在幼小的菌丝团中，围绕着未来的柄部形成一个连续的、自身为封闭式的环状腔或环状裂缝。现在关于高等真菌个体发育的研究多集中在研究一些特殊的结构及其起源，并对一些长期存在的问题进行重新的解释，而试图得出一些结论。李荣春[7]对双孢蘑菇原基进行扫描电镜的观察研究，但只对其形成过程中原基表面的显微观察，没有其内部结构起源的研究。

1 材料与方法

试验所用双孢蘑菇由吉林农业大学菌物研究所提供。

材料切片参见李正理[8]的石蜡切片法，取子实体各阶段的原基或幼子实体用戊二醛固定液固定，叔丁醇脱水，切片取3种染色方法，即单宁铁苏木精法染色、刚果红染色、番红结晶紫染色，显微镜观察、拍照。

2 结果与分析

2.1 原基发育

双孢蘑菇个体发育过程见图1。

图1所示，双孢蘑菇个体发育具有以下重要阶段：形成球形至卵球形原基（图1a）；原基迅速膨大并生长过程，在距顶端1/3处向内凹出现菌盖原基（图1b）；栅栏状细胞出现，菌褶腔形成（图1c）；菌盖、菌柄和子实层分化发育成完整的子实体（图1d）。

图1 双孢蘑菇个体发育过程

初期，原基（Primordium） 球形，直径0.8 mm~1.5 mm，菌丝交织、致密，直径1.4 μm~3.2 μm，外部菌丝堆积成块，染色深。原基迅速膨大，第1个分化是菌盖原基的出现，这时期原基菌丝没有之前那么排列紧密，变粗，直径2.5 μm~4.2 μm，原基外部凝结成块的菌丝较之前阶段多，染色深。之后，在菌盖原基侧面的裂缝中出现栅栏状菌丝细胞，子实层分化开始，菌盖和菌柄原基的分化也同时进行，这时期的菌丝排列更加松散，交织状，边缘菌丝凝结化减弱，在原基基部形成了基础密丝组织（Basal plectenchyma）。菌盖原基向外扩展，菌柄原基向上生长，在这两种生长压力下，在菌盖下部，围绕着菌柄顶端形成一环状菌褶腔，子实层在菌褶腔中形成，即在封闭的空间内形成。伴随着菌褶腔的形成，在菌盖和菌柄之间，环绕着菌褶腔基向形成了内菌幕，所以菌褶腔的形成是菌盖、菌柄和内菌幕原基（LSP）共同作用的结果，菌褶在菌褶腔内形成直至孢子成熟。菌柄伸长、加粗，菌盖继续向外扩展生长，而内菌幕的生长缓慢，当内菌幕的生长跟不上菌盖的扩展和菌柄的伸长时，内菌幕在某处断裂，在菌柄上留下印迹，即菌环。这也是子实体成熟的标志，这时，原基已经发育生成完整成熟的子实体。

2.2 子实层发育

双孢蘑菇子实层形成过程见图2。

栅栏状菌丝细胞出现是子实层开始分化形成的标志。在双孢蘑菇个体发育过程中，栅栏状菌丝细胞并不是在菌褶腔中最先形成的，而是在菌盖原基下部、原基生长轴的侧面出现一裂缝中形成，栅栏状菌丝细胞在该裂缝的近轴侧形成（图2 a、图2b）。可见栅栏状细胞起源于菌盖原基内部菌丝细胞。之后裂缝逐渐发育生成菌褶腔（图2c），菌褶在这一封闭环腔中形成，后菌褶菌髓形成，菌丝平行排列，在栅栏状菌丝中间出现可育膨大细胞，即担子（图2c、图2d）。在菌褶腔形成同时，内菌幕原基也开始分化。

图2 双孢蘑菇子实层形成过程

在菌褶形成过程中，观察到Y型菌褶（图2c），即在菌褶内部菌髓断裂，出现次菌褶腔，在次菌褶腔周围生成栅栏状细胞，进而菌褶一分为二，这时形成的栅栏状细胞起源于菌褶菌髓。Y型菌褶的形成发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 边缘组织和内菌幕发育

双孢蘑菇边缘菌丝形态见图3。

图3 双孢蘑菇边缘菌丝形态

初始原基边缘菌丝形态同内部菌丝相似，交织状、或弯曲，多凝结成块，染色深（图3a）。随原基的膨大，边缘菌丝生长快速，当原基呈哑铃形时可以观察到，在原基边缘有一层较宽的染色深的菌丝（图3b），这些菌丝交织化减弱，菌丝多弯曲在球状基部，可以观察到环状菌丝。随着原基的继续分化，在子实层、菌盖和菌柄逐渐形成的过程中，边缘菌丝生长较弱，相邻近的菌丝相互靠近在一起（图3c），染色同其它菌丝一致，而在球状不孕基部内环状细胞迅速增加，基础密丝组织发达（图3d）。边缘菌丝的这种生长趋势一直延续到子实体发育成熟，所以经过观察边缘菌丝的变化认为，在发育过程中未观察到边缘菌丝分化形成平行或呈菌丝束状排列、进行向外生长的菌幕菌丝，只是菌丝变弯曲、或呈环状，相接菌丝多凝结在一起而使染色变深，所以认为双孢蘑菇不具有外菌幕结构。

在子实层分化过程中，内菌幕原基的分化也同时进行。菌褶的发育是在菌褶腔进行的，由于栅栏状细胞的最初起源于菌盖原基内部轴面组织，所以，菌褶腔的最初构成是以菌盖组织占主导的。由于菌盖扩展生长势强，更多的菌盖组织参加菌盖的形成，由于菌褶腔端向和基向组织生长速度不平衡造成更大的菌褶腔，这就导致了在菌盖和还未分化的菌柄中间出现了内菌幕原基的分化（图3e）。同时，菌盖组织一直间接地参与内菌幕原基分化和内菌幕形态建成。内菌幕菌丝较内部交织菌丝松散、弯曲，较边缘菌丝细（图3f），内菌幕原基不同于菌盖和菌柄组织，它只参加菌褶腔的构建，是形成子实层分化的基向包被。当菌褶在包被中发育成熟的同时，由于菌盖的扩展和菌柄的伸长，半包膜撕裂，使菌褶暴露在外。

2.4 发育类型

双孢蘑菇子实层的形成是在菌褶腔中完成的，后由于内菌幕的断裂使成熟的子实层暴露在外，所以双孢蘑菇是半被果型发育。在原基初期，未观察到外菌幕的存在，在子实层形成过程中，由内菌幕原基形成了菌褶腔包被，内菌幕在子实体成熟后，在菌柄上形成菌环；双孢蘑菇没有外菌幕，具有内菌幕，是副菌幕发育型。

在原基发育过程中，出现的第一个分化是菌盖原基的出现，之后是在菌盖原基侧面形成栅栏状细胞；子实层分化开始，在菌盖和子实层发育成熟过程中，菌柄才逐渐开始形成，所以从发育顺序观察，认为双孢蘑菇是菌盖发育型。

3 讨论

通过对双孢蘑菇发育过程研究发现，其菌褶腔是由菌盖中的裂缝形成的，在这一裂缝中最先形成栅栏层，开始子实层的分化，所以认为菌褶是起源于菌盖基础组织。在菌褶形成初期，经常可以观察到较宽的菌褶，但在成熟后菌褶通常是窄的，通过观察子实层形成过程发现这是菌褶进行Y型生长的结果。Y型菌褶不依赖于子实层原基初时分化出的菌褶数量，可以随形态不断形成新的菌褶，这是增加子实层面积的需要，也是高等真菌进化的方向，即是在适应环境的过程中产生更多的后代。

双孢蘑菇发育过程中，边缘菌丝没有平行排列或菌丝束状的特征，没有形成进行向外生长的外菌幕菌丝，所以在成熟子实体上没有外菌幕起源的鳞片形成。双孢蘑菇的菌盖分化最早，之后是子实层的分化，最后是菌柄的分化形成。所以，在交接区三者的形成不具有同步性，也就缺乏相互趋同生长的组织；当内菌幕破裂，在菌柄上留下发育良好的内菌幕残余即菌环，但由于内菌幕菌丝和菌柄菌丝的不同源性，使其容易从菌柄上脱离。

[1]图力古尔，宋超，盖宇鹏.多脂鳞伞子实体个体发育[J].食用菌学报，2011，18(2)：20-23.

[2]宋超，图力古尔.橘黄裸伞子实体个体发育研究[J].菌物研究，2009，7(2)：68-75.

[3]图力古尔，宋超.月夜菌子实体个体发育研究[J].菌物学报，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]李荣春.双孢蘑菇子实体原基形成的超显微结构研究[J].云南农业大学学报，2001，16(4)：277-278.

[8]李正理.植物组织制片学[M].北京：北京大学出版社，1996.