甘蓝型油菜病原核盘菌菌核的结构观察

何 雯，贺 潜，刘正立，刘赤川，阮 颖

(湖南农业大学生物科学与技术学院，长沙410128)

核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum(Lib.)de Bary)是一种世界性的腐生型病原真菌，该菌主要分布于温带和亚热带［1］。它的寄主范围十分广泛，能寄生和侵害75科278属的450多种植物，绝大部分为草本植物［2］。在美国，核盘菌造成的经济损失每年超过2亿美元［3］;在中国，核盘菌引起的菌核病是油菜生产中遇到的最主要病害［2］，通常年份菌核病一般导致减产30%，严重时导致减产80%以上或绝收［4］。在核盘菌的生活史中，核盘菌主要以菌核的形式在土壤里长期存活。菌核是核盘菌的一种无性的休眠结构，抗逆性强;当遇到适宜的温度、湿度和其他的营养条件时，菌核会萌发产生子囊盘，继而释放子囊孢子，子囊孢子再萌发产生菌丝体侵入寄主，并再次形成菌核，以此循环危害寄主。

1992年Young＆Ashford对核盘菌菌核的解剖结构进行了初步研究［5］，将其分为3个组成部分:外表皮(R)、皮层(C)和髓部(M)。但对这3个组成部分的细微结构未做深入研究。鉴于对菌核结构的详细研究有利于了解菌核超强的抗逆能力，开发防治菌核病的新方法，笔者主要针对这个问题开展研究。

1 材料与方法

1.1 菌株材料与培养

所用核盘菌的菌株为SS－3。取颗粒饱满，粒形正常，无裂无霉变的核盘菌菌核颗粒，75%乙醇浸泡5 min，无菌水冲洗3～4次，将灭菌后的菌核接种于马铃薯葡萄糖琼脂(PDA:200 g/L土豆，20 g/L蔗糖，15 g/L琼脂粉)培养基上，然后放置在培养箱中25℃暗培养，用于菌核的结构观察。

1.2 方法

采用体视显微镜观察核盘菌菌核的表面和内部结构，采用电镜扫描观察菌核的细微结构。扫描电镜观察材料的制备:将菌核放入2.5% ～5.0%的戊二醛固定液中，抽真空5 min，使固定液充分浸入材料中，4℃放置1～3 h;然后吸出固定液，加0.1 mol/L pH 6.8的PBS在摇床上漂洗1 h，其间换漂洗液3～4次;吸出PBS后，用浓度分别为30%→50%→70%→80%→90%→100%→100%的乙醇进行梯度脱水，样品在每级乙醇中停留的时间为25 min;用无水乙醇清洗2 min后，将菌核放置在滤纸上自然干燥。将菌核用导电胶固定在样品台上，喷金后采用型号为SEM－6380LV扫描电子显微镜观察菌核的结构。

2 结果与分析

体视显微镜观察菌核整体成暗黑色，表面覆盖了一层银灰色物质，表面呈现凹凸状(图1－1)，其内部呈乳白色，组织水浸状，结构松软(图1－2)。电镜扫描菌核横切面，菌核明显的分为3层(图1－3):外表皮(R)、皮层(C)和髓部(M)。从整体上看，菌核表面是由大小不同的凸面体紧密交错排列而成，凸面体大小在50～300 μm之间，而在凸面体上则覆盖着一层由菌丝体构成的网(菌丝体网)，菌丝体是从凸面体延伸出来的(图1－4，1－5);凸面体是由一层膜(凸面膜)和膜下一个个紧密排列的小球体组成，小球体为大小约10 μm左右的中空球，有的小球体上有半透明膜状延伸(图1－6);每个小球体表面覆盖一层1 μm左右大小的颗粒状蓬松结构(图1－7);来自不同小球体上的半透明膜状延伸连接在一起，形成了一个连续完整的凸面膜(图1－8)。皮层位于外表皮和髓部之间，由与外表皮平行生长的菌丝体紧密排列形成(图1－9)。髓部位于菌核的最里层，结构疏松呈蜂窝状，由变形的菌丝体组成，类似植物的储藏组织，是菌核的主体组成部分(图1－10)。

图1 核盘菌菌核的显微结构Fig.1 Observation of sclerotium structure of S.sclerotiorum

3 小结与讨论

实验结果显示，核盘菌菌核是由一定程度上分化了的菌丝体构成，具有细致组织化的结构。如果将菌核的结构分为3部分，那么，外皮层的结构最为复杂。外皮层的菌丝体网不仅可以起到增强菌核结构稳定性的作用，而且可能与菌核感受环境因素的变化密切相关;凸面膜的存在可以有效地隔绝外部环境因素的直接影响;小球体的紧密排列和其中空的结构，非常有利于在微环境中保持菌核内部有一个相对稳定的温湿度。皮层在外皮层下面，是由与圆周面平行生长的菌丝体构成，这层结构就像是外皮层的地基，成为整个外皮层结构的基础;皮层的菌丝体可能通过分叉与外皮层和里面的髓部紧密相连。髓部是由变形的菌丝体组成，非常类似植物种子的储藏组织结构，并且占到了菌核总体积的绝大部分。这部分的作用应该是菌核为应对不利环境，在遇到合适环境条件之前维持生存的营养物质的储藏地。髓部的营养物质可能是通过皮层到达外皮层的。

菌核这种无性的休眠结构对不良的环境条件有抵抗作用［6～10］，对菌核这种精细结构的新认识，为研究菌核病防治新方法提供了重要的理论依据。

［1］ 李丽丽.世界油菜病害研究概述［J］.中国油料，1994，(1):79 －81.

［2］ Boland GJ，Hall R.Index of plant hosts of Sclerotinia sclerotiorum［J］.Can J Plant Pathol，1994，16:93 － 100.

［3］ Bolton MD，Thomma BPHJ，Nelson BD.Sclerotinia sclerotiorum(Lib.)de Bary:biology and molecular traits of a cosmopolitan pathogen ［J］.Mol Plant Pathol，2006，(7):1－16.

［4］ 杨新美.油菜菌核病在我国的寄主范围及生态特性的调查研究［J］.植物病理学报，1959，(2):111－121.

［5］ Young N，Ashford AE.Changes during development in the permeability of sclero tia of Sclerotinia minor to an apoplastic tracer［J］.Protoplasma，1992，167:205 －214.

［6］ Christias C，Lockwood JL.Conversion of mycelial constituents in four sclerotium－forming fungi in nutrient deprived conditions［J］.Phytopathology，1973，63:602 －605.

［7］ Chet I，Henis Y.Sclerotial morphogenesis in fungi［J］.Annu Rev Phytopathol，1975，13:169 －192.

［8］ Le TD.Morphology，cytology，and physiology of sclerotinia species in culture［J］.Phytopathology，1979，69:887－890.

［9］ Willetts HJ，Bullock S.Developmental biology of sclerotia［J］.Mycol Res，1992，96:801 －816.

［10］ Willetts HJ，Wong JAL.The biology of Sclerotinia sclerotiorum，S.trifoliorum，and S.minor with emphasis on specific nomenclature［J］.Bot Rev，1980，46:101 －165.