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2020 年 12 月 08 日 星期 放大 缩小 默认  
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菌根究竟是菌还是根

  菌根既不是一种菌也不是某种植物的根,而是土壤中的真菌和植物根系形成的一种互惠共生体。而我们平时爱吃的松露、松茸、牛肝菌这些菌菇的形成前提都需要与特定的植物根系形成菌根才行。因此,它们也被称为菌根真菌,即能够与植物形成菌根的真菌。

  不知道大家有没有发现,这些我们视为珍馐美味的真菌绝大多数都生长在森林里。为什么必须生长在森林里呢?有人说是因为这里有厚厚的落叶层,丰富的腐殖质给这些真菌提供了足够的营养;也有人说是因为森林里的空气湿度和温度适宜。其实,这些说法都不准确。真正的原因在于,这些真菌通常都是以菌丝的形态生长在土壤中,而要想长成我们平时所说的蘑菇,必须借助森林中的植物这个强大的依靠来共同生活,才能完成自己完整的生命循环过程。

  菌根的发现

  蘑菇可能已经被我们人类吃了上万年,但是菌根的发现却只有一百来年。1885年德国植物生理学家弗兰克首次发现了一些真菌菌丝可以与树木根系正常地共生结合,并把他观察到的这种共生体命名为“mycorrhiza”,这个拉丁文单词的字面意思是真菌和根系的组合体。

  如今在自然界中,菌根的分布已经十分广泛,现有研究发现大约有34万种陆生植物物种都存在与菌根真菌共生的情况,其中被子植物占了绝大多数(85%~90%)。像我们平时常见的树木、灌木、草本植物以及人类的主食作物,如水稻、小麦、玉米、土豆等都可以形成菌根。同样的,参与形成菌根的真菌种类也很多,大约有5万种担子菌(如红菇)、子囊菌(如松露)、球囊菌和接合菌(如毛霉)都参与了植物菌根的形成。

  菌根的类型

  根据宏观形态和解剖学特征,科学家们把现有的菌根种类分为外生菌根、丛枝菌根、内外生菌根、兰科菌根、浆果鹃类菌根、水晶兰类菌根及欧石楠类菌根七大类。虽然大多数植物都能形成菌根,但菌根的类群分布并不是均匀的,其中外生菌根(2%)、丛枝菌根(72%)、兰科菌根(10%)和欧石楠类菌根(1.4%)是较为常见的四种类型。

  在生态系统中,一种植物可以同时和多种真菌形成不同类型的菌根,而同样的,单个真菌也可以通过侵染周围不同的植物从而在土壤中形成一个相互连通的菌根网络。

  就这样,真菌和植物之间早在我们人类发明互联网这个名词的亿万年前,就已经过上有“网”的生活了。而这个网络的作用,和我人类的互联网与物联网一样,就是通过相互联结的菌根实现物质运输和信息传递的互联互通。

  菌根的作用

  在4亿多年的漫长进化历程中,真菌和植物借助形成菌根建立了牢固的彼此互利互惠的共生关系,借助双方在土壤中建立的菌根网络,他们共同在生态系统的物质和能量循环中发挥着重要作用。

  植物借助菌根高效地从环境中获取磷(P)、氮(N)等营养,并把碳源(C)传递给菌根真菌。据估算,全球每年大约有50亿吨的光合作用产物通过菌根真菌被固定在土壤中,这对整个生态系统的碳氮平衡具有重要的作用。而菌根真菌通过扩大宿主植物根系的吸收面积,提高宿主对水分和营养物质的吸收与利用,从而促进宿主植物生长。同时,菌根真菌合成的激素类次生代谢产物还可以提高宿主植物对生物和环境胁迫等不利影响的抵抗力和耐受性,提高宿主植物对于环境的适应性和抗逆性。

  一百多年来,随着科技的不断进步,从最初的形态分析到基因组学研究,从单一元素的传递到共生界面基因调控和信号转导,从个体尺度的定性研究到纳米尺度原位定量分析等,人们对菌根的认识,逐渐由模糊变得日益清晰。随着对菌根在微观和宏观的各个方向认识的不断延伸,涉及的学科也越来越多。而这些所有的探索和努力,使得菌根在我们的生产、生活以及和大自然和谐相处中发挥越来越重要的作用。

  (本报综合)

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