雙孢蘑菇子實體發育研究*

宋 超，圖力古爾

（吉林農業大學菌物研究所，吉林 長春 130118）

高等真菌個體發育研究始于20世紀初期，通過對多脂 鱗 傘 （Pholiota adiposa）[1]、橘 黃 裸 傘 （Gymnopilus spectabilis）[2]、月夜菌 （Lampteromyces japonicus）[3]、蘑菇（Agaricus campestris）[4]、野蘑菇 （Agaricus arvensis）[5]和球蓋菇屬（Stropharia）[6]真菌個體發育研究發現，菌褶的形成是環型菌褶腔的向下折疊生長導致的，在幼小的菌絲團中，圍繞著未來的柄部形成一個連續的、自身為封閉式的環狀腔或環狀裂縫。現在關于高等真菌個體發育的研究多集中在研究一些特殊的結構及其起源，并對一些長期存在的問題進行重新的解釋，而試圖得出一些結論。李榮春[7]對雙孢蘑菇原基進行掃描電鏡的觀察研究，但只對其形成過程中原基表面的顯微觀察，沒有其內部結構起源的研究。

1 材料與方法

試驗所用雙孢蘑菇由吉林農業大學菌物研究所提供。

材料切片參見李正理[8]的石蠟切片法，取子實體各階段的原基或幼子實體用戊二醛固定液固定，叔丁醇脫水，切片取3種染色方法，即單寧鐵蘇木精法染色、剛果紅染色、番紅結晶紫染色，顯微鏡觀察、拍照。

2 結果與分析

2.1 原基發育

雙孢蘑菇個體發育過程見圖1。

圖1所示，雙孢蘑菇個體發育具有以下重要階段：形成球形至卵球形原基（圖1a）；原基迅速膨大并生長過程，在距頂端1/3處向內凹出現菌蓋原基（圖1b）；柵欄狀細胞出現，菌褶腔形成（圖1c）；菌蓋、菌柄和子實層分化發育成完整的子實體（圖1d）。

圖1 雙孢蘑菇個體發育過程

初期，原基（Primordium） 球形，直徑0.8 mm~1.5 mm，菌絲交織、致密，直徑1.4 μm~3.2 μm，外部菌絲堆積成塊，染色深。原基迅速膨大，第1個分化是菌蓋原基的出現，這時期原基菌絲沒有之前那么排列緊密，變粗，直徑2.5 μm~4.2 μm，原基外部凝結成塊的菌絲較之前階段多，染色深。之后，在菌蓋原基側面的裂縫中出現柵欄狀菌絲細胞，子實層分化開始，菌蓋和菌柄原基的分化也同時進行，這時期的菌絲排列更加松散，交織狀，邊緣菌絲凝結化減弱，在原基基部形成了基礎密絲組織（Basal plectenchyma）。菌蓋原基向外擴展，菌柄原基向上生長，在這兩種生長壓力下，在菌蓋下部，圍繞著菌柄頂端形成一環狀菌褶腔，子實層在菌褶腔中形成，即在封閉的空間內形成。伴隨著菌褶腔的形成，在菌蓋和菌柄之間，環繞著菌褶腔基向形成了內菌幕，所以菌褶腔的形成是菌蓋、菌柄和內菌幕原基（LSP）共同作用的結果，菌褶在菌褶腔內形成直至孢子成熟。菌柄伸長、加粗，菌蓋繼續向外擴展生長，而內菌幕的生長緩慢，當內菌幕的生長跟不上菌蓋的擴展和菌柄的伸長時，內菌幕在某處斷裂，在菌柄上留下印跡，即菌環。這也是子實體成熟的標志，這時，原基已經發育生成完整成熟的子實體。

2.2 子實層發育

雙孢蘑菇子實層形成過程見圖2。

柵欄狀菌絲細胞出現是子實層開始分化形成的標志。在雙孢蘑菇個體發育過程中，柵欄狀菌絲細胞并不是在菌褶腔中最先形成的，而是在菌蓋原基下部、原基生長軸的側面出現一裂縫中形成，柵欄狀菌絲細胞在該裂縫的近軸側形成（圖2 a、圖2b）。可見柵欄狀細胞起源于菌蓋原基內部菌絲細胞。之后裂縫逐漸發育生成菌褶腔（圖2c），菌褶在這一封閉環腔中形成，后菌褶菌髓形成，菌絲平行排列，在柵欄狀菌絲中間出現可育膨大細胞，即擔子（圖2c、圖2d）。在菌褶腔形成同時，內菌幕原基也開始分化。

圖2 雙孢蘑菇子實層形成過程

在菌褶形成過程中，觀察到Y型菌褶（圖2c），即在菌褶內部菌髓斷裂，出現次菌褶腔，在次菌褶腔周圍生成柵欄狀細胞，進而菌褶一分為二，這時形成的柵欄狀細胞起源于菌褶菌髓。Y型菌褶的形成發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 邊緣組織和內菌幕發育

雙孢蘑菇邊緣菌絲形態見圖3。

圖3 雙孢蘑菇邊緣菌絲形態

初始原基邊緣菌絲形態同內部菌絲相似，交織狀、或彎曲，多凝結成塊，染色深（圖3a）。隨原基的膨大，邊緣菌絲生長快速，當原基呈啞鈴形時可以觀察到，在原基邊緣有一層較寬的染色深的菌絲（圖3b），這些菌絲交織化減弱，菌絲多彎曲在球狀基部，可以觀察到環狀菌絲。隨著原基的繼續分化，在子實層、菌蓋和菌柄逐漸形成的過程中，邊緣菌絲生長較弱，相鄰近的菌絲相互靠近在一起（圖3c），染色同其它菌絲一致，而在球狀不孕基部內環狀細胞迅速增加，基礎密絲組織發達（圖3d）。邊緣菌絲的這種生長趨勢一直延續到子實體發育成熟，所以經過觀察邊緣菌絲的變化認為，在發育過程中未觀察到邊緣菌絲分化形成平行或呈菌絲束狀排列、進行向外生長的菌幕菌絲，只是菌絲變彎曲、或呈環狀，相接菌絲多凝結在一起而使染色變深，所以認為雙孢蘑菇不具有外菌幕結構。

在子實層分化過程中，內菌幕原基的分化也同時進行。菌褶的發育是在菌褶腔進行的，由于柵欄狀細胞的最初起源于菌蓋原基內部軸面組織，所以，菌褶腔的最初構成是以菌蓋組織占主導的。由于菌蓋擴展生長勢強，更多的菌蓋組織參加菌蓋的形成，由于菌褶腔端向和基向組織生長速度不平衡造成更大的菌褶腔，這就導致了在菌蓋和還未分化的菌柄中間出現了內菌幕原基的分化（圖3e）。同時，菌蓋組織一直間接地參與內菌幕原基分化和內菌幕形態建成。內菌幕菌絲較內部交織菌絲松散、彎曲，較邊緣菌絲細（圖3f），內菌幕原基不同于菌蓋和菌柄組織，它只參加菌褶腔的構建，是形成子實層分化的基向包被。當菌褶在包被中發育成熟的同時，由于菌蓋的擴展和菌柄的伸長，半包膜撕裂，使菌褶暴露在外。

2.4 發育類型

雙孢蘑菇子實層的形成是在菌褶腔中完成的，后由于內菌幕的斷裂使成熟的子實層暴露在外，所以雙孢蘑菇是半被果型發育。在原基初期，未觀察到外菌幕的存在，在子實層形成過程中，由內菌幕原基形成了菌褶腔包被，內菌幕在子實體成熟后，在菌柄上形成菌環；雙孢蘑菇沒有外菌幕，具有內菌幕，是副菌幕發育型。

在原基發育過程中，出現的第一個分化是菌蓋原基的出現，之后是在菌蓋原基側面形成柵欄狀細胞；子實層分化開始，在菌蓋和子實層發育成熟過程中，菌柄才逐漸開始形成，所以從發育順序觀察，認為雙孢蘑菇是菌蓋發育型。

3 討論

通過對雙孢蘑菇發育過程研究發現，其菌褶腔是由菌蓋中的裂縫形成的，在這一裂縫中最先形成柵欄層，開始子實層的分化，所以認為菌褶是起源于菌蓋基礎組織。在菌褶形成初期，經常可以觀察到較寬的菌褶，但在成熟后菌褶通常是窄的，通過觀察子實層形成過程發現這是菌褶進行Y型生長的結果。Y型菌褶不依賴于子實層原基初時分化出的菌褶數量，可以隨形態不斷形成新的菌褶，這是增加子實層面積的需要，也是高等真菌進化的方向，即是在適應環境的過程中產生更多的后代。

雙孢蘑菇發育過程中，邊緣菌絲沒有平行排列或菌絲束狀的特征，沒有形成進行向外生長的外菌幕菌絲，所以在成熟子實體上沒有外菌幕起源的鱗片形成。雙孢蘑菇的菌蓋分化最早，之后是子實層的分化，最后是菌柄的分化形成。所以，在交接區三者的形成不具有同步性，也就缺乏相互趨同生長的組織；當內菌幕破裂，在菌柄上留下發育良好的內菌幕殘余即菌環，但由于內菌幕菌絲和菌柄菌絲的不同源性，使其容易從菌柄上脫離。

[1]圖力古爾，宋超，蓋宇鵬.多脂鱗傘子實體個體發育[J].食用菌學報，2011，18(2)：20-23.

[2]宋超，圖力古爾.橘黃裸傘子實體個體發育研究[J].菌物研究，2009，7(2)：68-75.

[3]圖力古爾，宋超.月夜菌子實體個體發育研究[J].菌物學報，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]李榮春.雙孢蘑菇子實體原基形成的超顯微結構研究[J].云南農業大學學報，2001，16(4)：277-278.

[8]李正理.植物組織制片學[M].北京：北京大學出版社，1996.