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荒漠肉苁蓉生长研究获进展——已初步了解其种子萌发与吸器形成过程
http://www.100md.com 2004年11月2日 《中国医药报》2004.11.02
     为解决肉苁蓉人工栽培面积逐年扩大,但萌发率与接种寄生率低下的关键问题,中国农业大学中药材研究中心与内蒙古农业大学农学院的研究人员共同观察了荒漠肉苁蓉种子萌发与吸器形成的形态发生过程。l)yn$, 百拇医药

    荒漠肉苁蓉别名大芸、苁蓉、察干高要(蒙语),为列当科肉苁蓉属一种多年生的专性根寄生植物,是我国稀有的补肾壮阳中药材,有“沙漠人参”之美誉,其寄主为黎科植物梭梭。长期以来,自然作用和人为过度放牧与采挖使荒漠肉苁蓉和寄主梭梭均处于濒危境地,被列入《中国植物红皮书》。在天然条件下,荒漠肉苁蓉种子萌发尤其幼苗的形态发生依赖寄主的刺激。但肉苁蓉种子及其萌发体极小,田间取样观察难度很大,因而人们对肉苁蓉种子萌发过程了解甚少,特别是吸器的研究还未见报道。l)yn$, 百拇医药

    研究人员将来源于内蒙古阿拉善盟,经鉴定为荒漠肉苁蓉的种子,通过组织培养,促进其生长,并采用光学显微镜和扫描电子显微镜对种子萌发及吸器形成过程进行观察。结果发现,种子在接种两周后,开始露白,然后形成芽管状器官,进一步顶端膨大成初生吸器。在初生吸器上,厚的带状表皮围成均匀窝状,窝内又均匀分布着乳头状突起。表明荒漠肉苁蓉种子萌发为由胚根极的活动形成的单极性的幼苗发育方式,初生吸器是肉苁蓉黏着寄主的器官。l)yn$, 百拇医药

    研究人员介绍,许多寄生植物种子萌发需要有来自寄主植物的萌发刺激物质,即在萌发前寄主植物给一化学信号,激活休眠种子内部酶的活性,从而打破休眠、促进萌发。而其中大部分还需另一化学信号才能发育功能性的吸器。在遵循内源激素动态与植物生长发育规律的基础上,人类是否可以用外源激素来改变肉苁蓉种子内的激素平衡关系,进而促进启动萌发基因的表达呢?目前在1/2MS合成培养基上,没有寄主植物分泌物情况下,可以使肉苁蓉种子离体萌发;以生长素类、赤霉素和细胞分裂素为主的植物激素、糖类、酵母浸出物等能明显促进种子萌发。实验表明刺激种类与浓度,是离体萌发启动时间长短的主要影响因素。因此,排除不同化学组分之间在培养基制备过程中可能发生的相互作用,对肉苁蓉种子萌发“启动”物质种类的定性与定量研究是进一步提高萌发率的关键所在。l)yn$, 百拇医药

    吸器是有花寄生植物的特殊器官,是由寄生植物胚根部位特定的细胞接受外界刺激发育而来的类似植物根组织的器官。由初生吸器进一步发育而产生的次生吸器又叫做功能性吸器,它是连结寄生植物与寄主“运输线”的生理桥,是与寄主连接和钻人寄主体内吸收水分和营养的特殊器官。l)yn$, 百拇医药

    根据Kadry和Tewfic(1956)的研究,在列当科植物Orobanchecrenata中,种子萌发时胚的胚根极形成一个“胚根柱”,其顶端能穿入寄主的根。肉苁蓉种子的萌发,只是由形态学的胚根端发生,长出的器官不具备典型的根冠组织,不能叫做胚根,Rangan(1968)叫做“类芽管器官”,Wegmann(1993)称之为“芽管”,也有人叫“胚根状物”。狙芯渴状喂鄄斓饺廛嗜匮抗芏ザ伺虼笏纬傻某墒炱?br>官,均匀分布着乳头状的突起,具有吸器的典型结构特征,故称之为“初生吸器”。不同萌发刺激物质及浓度,产生形态各异的芽管,螺旋生长的“类芽管器官”形象地反映寄生植物寻找寄主的形态特点。l)yn$, 百拇医药

    但是,在没有寄生根的情况下,萌发的过程只能进展到胚根或者初生吸器为止。肉苁蓉种子萌发过程中,芽管的伸长、螺旋生长现象,是肉苁蓉主动寻找寄主的表现形式之一。另外,初生吸器上紧密分布的乳头状突起物及其分泌物为接触和连接寄生,与建立寄生关系创造了条件。l)yn$, 百拇医药

    从种子萌发至初生吸器形成,是荒漠肉苁蓉生活史中“寄生生活阶段”之前的“独立生活阶段”,虽然很短暂,但对建立寄生关系起重要作用。推测肉苁蓉初生吸器上还存在着特殊的肉苁蓉真菌,其代谢产物和乳突的分泌物,共同起着黏连并降解寄主根木质素或者诱导寄主根产生吸器诱导因子——苯醌类化合物,如2,6-二甲氧基对苯醌等的作用,从而刺激次生吸器的形成,进一步与寄主植物建立联系。 ■盛晋华 翟志席 郭玉海(盛晋华;翟志席;郭玉海 )