◎本報記者 趙漢斌

　　蘭科是被子植物最大科之一，全世界約有700屬2.8萬種，不少種類是重要的觀賞花卉和珍貴藥材，具有較高的價值。

　　科技日報記者5月9日從中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園獲悉，該園研究人員成功解析了蘭科石斛屬鼓槌石斛種子萌發(fā)的發(fā)育模式，這不僅增進(jìn)了人們對蘭花進(jìn)化的理解，也為進(jìn)一步研究蘭花與真菌共生的機(jī)制，以及蘭科珍稀瀕危物種的保護(hù)、繁育提供了重要見解。相關(guān)研究論文日前發(fā)表于國際期刊《園藝學(xué)》。

　　與大多數(shù)被子植物不同，蘭科植物的種子，如同粉塵般微小，被認(rèn)為具有未分化的胚性結(jié)構(gòu)，沒有胚乳。因此蘭科植物在萌發(fā)中，往往不能為自己提供營養(yǎng)。因此，離開原有棲息地，沒有共生菌的加持，蘭科植物很難生存和繁殖，這也是蘭科“嬌貴”和易陷于瀕危境地的原因。

　　值得一提的是，蘭科在幼苗形成之前，通常要經(jīng)歷原球莖的發(fā)育階段。原球莖是蘭花種子萌發(fā)過程中的形態(tài)學(xué)構(gòu)造，可理解為呈珠粒狀由胚性細(xì)胞組成的、類似嫩莖的原器官。

　　“形成原球莖，是蘭科植物特有的發(fā)育階段，是幼苗形成及構(gòu)建菌根共生關(guān)系的關(guān)鍵時期，決定了種子能否順利發(fā)育形成幼苗。”中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園植物多樣性與保護(hù)研究組研究員羅艷介紹。

　　原球莖的組織分化過程是怎樣的？它在蘭花種子萌發(fā)過程中有哪些生理功能？為解決這些問題，研究人員找到了理想的“模特”和協(xié)作“伙伴”——鼓槌石斛和膠膜菌。

　　研究人員小心地從鼓槌石斛果莢中取出種子，并在零下20℃儲存，以便將來好喚醒它們用于實驗。與此同時，他們還用上了能促進(jìn)種子發(fā)芽的膠膜菌?！斑@種真菌，是蘭花種子發(fā)芽的重要‘伴侶’，培養(yǎng)7—9天后，我們就把活躍的菌絲接種到蘭花種子之上?！闭撐牡谝蛔髡摺⒅袊茖W(xué)院西雙版納熱帶植物園碩士研究生高鑫禎介紹，“我們利用解剖技術(shù)和掃描電子顯微鏡，觀察到鼓槌石斛與膠膜菌GC-15共生發(fā)芽過程中原球莖的發(fā)育過程?！?/p>

　　高鑫禎說，根據(jù)形態(tài)和解剖結(jié)構(gòu)特征，鼓槌石斛種子的萌發(fā)過程可分為幾個階段。

　　他們發(fā)現(xiàn)，原來原球莖形成發(fā)生在較前階段，并在中間階段有了明顯的組織分化，頂部的胚性細(xì)胞發(fā)育形成子葉，中上部的中心位置，則分化出莖頂端分生組織。

　　“在種子開始吸水膨脹的初始階段，膠膜菌菌絲就通過種孔侵入種胚，后期則通過假根進(jìn)入，在原球莖中下部特定的薄壁細(xì)胞中增殖，但菌絲最終會被原球莖消解，作為多糖營養(yǎng)物質(zhì)，給原球莖發(fā)育提供營養(yǎng)?！敝袊茖W(xué)院西雙版納熱帶植物園副研究員邵士成說，他們還發(fā)現(xiàn)，種子的成熟種胚事先已規(guī)劃好發(fā)育“藍(lán)圖”，種胚會明顯分化形成幾個功能區(qū)，分別發(fā)育形成子葉和莖頂端分生組織以及共生真菌定殖區(qū)，分別行使光合作用、幼苗營養(yǎng)體建成和供給營養(yǎng)的功能。

　　看似結(jié)構(gòu)簡單的種胚，借助共生真菌“伙伴”的力量，完成了復(fù)雜的發(fā)育過程，獲得了子葉、莖頂端分生組織、假根以及菌根等組織器官，形成原球莖這一功能體，從而開啟蘭科植物幼苗的生命旅程。

　　“這項研究闡明了原球莖發(fā)育過程中的形態(tài)學(xué)和解剖學(xué)變化，為深入了解石斛屬與真菌生物之間的共生關(guān)系，以及蘭花原球莖的結(jié)構(gòu)形成和功能機(jī)制提供了新的見解。”羅艷說，這對瀕危蘭科植物保護(hù)和園藝蘭科植物助萌都具有重要的現(xiàn)實意義。