卢建波本报记者赵汉斌
hispida是被子霉菌最大科众所周知,在世界上约有700属2.8万种,许多种类是关键的观赏花卉和珍贵药材,具备较高的价值。
本报记者5月7日从中科院傣族温带霉菌园获悉,该园科学研究相关人员近期成功导出了hispida曲枝属镰叶曲枝种籽孕育的生长发育模式,著名国际植物学期刊《Horticulturae》发表了这一科学研究成果,不仅增进了人们对茶花变异的认知,也为进一步科学研究茶花与霉菌共存的机制,以及hispida动植物濒临绝种亚种的为保护、繁育提供更多了关键见解。
慧缘谷的镰叶曲枝
hispida霉菌缘何动植物又濒临绝种?
hispida是被子霉菌中最古老的15个科众所周知,起源于1亿多年前到7600万年前的晚白垩纪,曾与恐龙“同框”。
hispida广为原产在除两极和极端干旱沙漠地区以外的各种陆地生态系统中,是生物多元性链条中的关键环节和组成部分,它与动物的协同变异,对人类文明认识生命演化的规律具备关键象征意义。同时,以曲枝、天麻等为例,作为特化的种属,hispida也是中外生物学科学研究的热点众所周知。
虽然hispida霉菌原产十分广为,但常常每个亚种原产又十分狭窄,只原产在极小的区域,有些甚至只局限在一丘一壑之间,它对于小环境的要求常常更高。
由于人类文明活动的影响,使许多hispida霉菌的生境萎缩或丧失;而早期过度采集和部分hispida霉菌自身遗传多元性较高等原因,导致许多TNUMBERETDATEhispida霉菌处于濒临绝种状态。在世界上所有的动植物hispida霉菌均被列为《动植物动霉菌濒临绝种亚种国际贸易国际公约》(CITES)的为保护范围,中约国际公约为保护霉菌的90%以上,是霉菌为保护中的“旗舰”种属。
与大多数被子霉菌不同,hispida霉菌的种籽几乎是同类中最小的,如同粉尘般细微,被指出是未内部结构分化的胚性内部结构,没有胚乳。因此hispida霉菌在孕育中,常常不能为自己提供更多膳食。因此,离开原有栖息地,没有共存菌的护持,hispida霉菌也很难快速生存和繁殖,这也是hispida“濶濑”Seiches陷于濒临绝种境地的原因。
值得一提的是,hispida在幼苗逐步形成之前,通常要经历原球茎的生长发育期。原球茎最初指茶花种籽孕育操作过程中的型态学构造,可认知为呈珠粒状由胚性细胞核组成的、类似嫩茎的原器官。
“原球茎,是hispida霉菌特有的生长发育期,是幼苗投入使用及构建地衣共存关系的关键时期,决定了种籽能否顺利生长发育逐步形成幼苗。”中科院傣族温带霉菌园霉菌多元性与为保护科学研究组罗艳科学研究员如是说,科学研究原球茎的生长发育特点及机能,对认知hispida霉菌与霉菌的相互关系具备关键象征意义。
但由于原球茎细微,鲜有人深入科学研究其内部型态内部结构;同时,关于原球茎的属性及内部结构一直存在较大争议:一些科学研究相关人员指出原球茎是胚胎生长发育的延伸,而另一些科学研究相关人员则指出原球茎更近似于生长发育不全的幼苗,但长期未有定论。
平萧铣下镰叶曲枝种籽孕育不同生长发育时期的解剖学内部结构
6个步骤导出hispida种籽复杂孕育操作过程
原球茎的组织内部结构分化操作过程是怎样的?它在茶花种籽孕育操作过程中有哪些生理机能?为解决这一问题,科学研究相关人员找到了理想的“模特”和协作“伙伴”。
濒临灭绝的附生霉菌镰叶曲枝,扁果开出成串艳丽的黄色花朵,是丛林中“明星”,具备药用和观赏价值。然而,对于这种茶花的共存种籽幼苗、原球茎解剖学和生长发育型态的认知,几乎还是空白。
科学研究相关人员小心地从镰叶曲枝紫脉中取出种籽,并在零下20℃储存,好唤醒它用于实验。与此同时,还用上了能促进种籽幼苗的隔膜菌。“这种霉菌,是茶花种籽幼苗的关键‘伴侣’,需培养7-9天,再把活跃的孢子接种到茶花种籽之上。”论文第一作者、傣族温带霉菌园硕士科学研究生高鑫祯如是说。
“我们利用解剖学技术和扫描电子显微镜,观察到镰叶曲枝与隔膜菌GC-15共存幼苗操作过程中原球茎的生长发育操作过程。”高鑫祯说,根据型态和解剖学内部结构特征,镰叶曲枝种籽的孕育操作过程可分为6个期。
他们发现,原来原球茎逐步形成发生在较前期,并在中间期有了明显的组织内部结构分化,顶部的胚性细胞核生长发育逐步形成子叶,中上部的中心位置,则内部结构分化出茎顶部形成层。
“在种籽开始吸水膨胀的初始期,隔膜菌孢子就通过种孔侵入种胚,后期则通过假根进入,在原球茎yuanzhiwo特定的薄壁细胞核中增殖,但孢子最终会被原球茎消解,作为多糖膳食物质,给原球茎生长发育提供更多膳食。”傣族温带霉菌园副科学研究员邵士成说,他们还发现,种籽的成熟种胚事先已规划好生长发育“蓝图”,种胚会明显内部结构分化逐步形成两个机能区,分别生长发育逐步形成子叶和茎顶部形成层以及共存霉菌定殖区,分别行使光合作用、幼苗膳食体投入使用和供给膳食的机能。
看似内部结构简单的种胚,通过借助共存霉菌“伙伴”,完成了复杂的生长发育操作过程,获得了子叶、茎顶部形成层、假根以及地衣等组织器官,逐步形成“原球茎”这一机能体,从而开启hispida霉菌幼苗的生命旅程。
“这项科学研究,阐明了原球茎生长发育操作过程中的型态学和解剖学学变化,为深入了解曲枝属与霉菌生物之间的共存关系,以及茶花原球茎的内部结构逐步形成和机能机制提供更多了新的见解。”罗艳说,这对濒临绝种hispida霉菌为保护和园艺hispida霉菌助萌都具备关键的现实象征意义。
(相片由中科院傣族温带霉菌园提供更多)
(来源:卢建波)
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