刺五加资源保护研究进展

　　摘 要 ：本文围绕导致刺五加渐危状况的原因和刺五加的人工栽培两问题进行了探讨，提出了保护刺五加野生资源的方法。

　　关键词 ：刺五加; 资源; 保护; 栽培

　　刺五加[Acanthopanax senticosus （Rupr.et Maxim. ） Harms]为名贵中草药刺五加的原植物，属五加科，别名刺拐棒，刺老牙等，为刺五加科多年生落叶灌木。主产黑龙江小兴安岭，在吉林、辽宁、河北、山西等省也有分布。树皮可作五加皮入药，民间多用根及根茎。另外，对茎、叶、果实部分的研究证明也有医疗效果。根及根茎含多种苷类化合物，分别为刺五加苷A，B，B1，D，E，F，G等，总苷含量达0.6%-0.8%。其中，丁香苷（syringin）、异秦皮定(isofraxidin)具一定的药理作用。另外，刺五加根皮中含有脂肪酸类及其酯类化合物、水溶性多糖、胡萝卜素、芝麻脂素总黄酮等（弥宏等,1997）。，国内外已将刺五加作为与人参具有相似作用的适应原药物应用于临床。树皮味辛，性温，有祛风除湿、壮筋骨功能；根及根茎有扶正固本、益智安神、健脾补肾等功效，用于脾肾阳虚，腰膝酸软，体虚无力，失眠，多梦，食欲不振等症。另外，在临床用于提升白细胞及抗脑血栓（弥宏等,1997）。然而，近年来，刺五加野生资源破坏严重，1992年出版的《中国植物红皮书--珍稀濒危植物》中，刺五加被列为渐危植物。因此，研究刺五加具有重要的理论和实践意义。目前，刺五加已成为倍受关注的药用植物，关于刺五加的各方面研究也得到了广泛的开展。

　　1．造成刺五加渐危状况的原因

　　1.1 外部因素--不合理采挖

　　据祝宁等（1998）报道，自二十世纪70年代末开始采挖刺五加根和根茎用于医药工业，生产各种片剂、冲剂、针剂，其叶制作五加茶，远销国外，因而资源消耗与日俱增。由于采挖和收购渠道各异，很难获得采挖和收购的完整信息，仅以1979~1980年和1987~1991年两个阶段在黑龙江有关单位材料统计表明，在9年中刺五加根和根茎的消耗量达19 660吨，年平均消耗量为2184.4吨。若按刺五加根和根茎生物量最高的天然次生林的蕴藏量计算，每年将有9796 hm2的林地中的刺五加被全部挖尽。大量地采挖刺五加的根及根茎，使刺五加在相当长的时期内无法新恢复，从而导致该种的种群在较大的面积上急剧减少甚至消失。到80年代初，黑龙江省的松花江地区所属的20 km内浅山区，很难找到有采挖价值的刺五加种群。1992年出版的《中国植物红皮书--稀有濒危植物》（第一册）中，刺五加被列为渐危植物。

　　1.2内在因素

　　刺五加生于海拔500-2000 m的落叶阔叶林、针阔混交林的林下或林缘，其生境下土壤比较湿润，腐殖质层深厚，土壤微酸性 。刺五加既营有性生殖又可进行无性繁殖，下面分别从这两个方面及两者间的相互关系进行探讨。

　　1.2.1 有性生殖

　　刺五加为两性花，但在野外调查中发现，该种群为具有花丝长度不同的3种植株类型：长花丝类型为雄性，短花丝为雌性，中花丝为两性。而刺五加的种子主要来自短花丝类型，中花丝类型虽有结实，但是结实量很少。所有的植株中短花丝类型约占一半，也就是说只有1/2的花结实（刘林德等，1997）。

　　刺五加的花序结构对座果有较好的协调、保障作用：一旦主花序座果较多，则副花序座果较少或不座果，甚至在开花前便枯萎脱落；反之，副花序便发育良好、座果较好。而对于长花丝植株而言，副花序在主花序散粉、脱落之后迅速发育并开花散粉，对保障花粉的长时间连续供给是有利的（刘林德等，1997）。

　　刺五加果实中未成熟种子所占比例很高，平均为49.7%，最高达63.1%。刺五加种子扩散的途径之一是依靠鸟类，由于刺五加果实具有某种味道，可能不能成为鸟类喜食的大宗食物，只是作为某种应急食物而偶尔捕食，因此，其传播作用不大。刺五加的另扩散途径是重力，即依靠果实成熟后散落在其植丛下。据调查，在植丛下种子库中有少量种子埋藏，但是96.6%为未成熟的空瘪种子。仅有3.4%为形态完好的种子，而它们几乎没有萌发为刺五加幼苗（祝宁等，1992 ,1998）。赵敏等（2001）发现刺五加果实粗提物可抑制小麦种子萌发过程的α-淀粉酶的活性从而影响小麦种子萌发，他们认为，同样刺五加果实中内源抑制物质在刺五加种子萌发过程中，抑制其α-淀粉酶活性进而影响刺五加种子萌发。

　　刺五加种子具有较强的休眠特征。田国伟等（1999）报道了从刺五加种子的形态结构、后熟过程及其细胞化学方面研究其后熟过程中的物质变化规律及造成休眠的原因，他们认为刺五加种子的胚被其周围解体胚乳细胞囊腔包裹的特点在Solanum phureja 、Jasione montana、烟草和罂粟、人参和Solanum nigrum等植物中均存在。从结构上看，胚浸在胚乳粘液状的囊腔中，其发育不应受到结构上限制，相反，胚乳解体物为胚发育提供了丰富的养料。但刺五加种子脱落时，胚尚未完全发育成熟，处于刚分化的心形胚时期。这说明胚发育受到其它因素控制，原因可能是：（1）胚乳解体物中或种皮或果实中存在胚发育抑制物质，这已得到证实（赵敏等，2001）；（2）早冬低温使胚发育停止；（3）胚本身受发育因子的控制。打破刺五加种子休眠一般需经高温层积至低温层积的顺序变化，通过高温（20℃）处理完成胚的形态后熟，然后再通过一定时期低温处理（5℃）完成其生理上的转变。研究表明，刺五加种子积温层处理与不经积温层处理的实验地直播种植的细胞化学不完全相同，主要表现在胚细胞中出现多糖颗粒的时间和增至最大量的时期不同。但有一点相似，即双温层积处理6个月时的种子与实验地种植已萌发的种子的胚内多糖颗粒数量、分布基本相同。由此可见，尽管两种处理的时间和温度变化不同，但种子最终状态是相似的。前者大大缩短了种子后熟时间。

　　高等植物的有性生殖要经过开花、结实、种子的成熟过程、种子的传播、出苗等多个环节才能得以完成，任何一个环节薄弱或出问题，都将影响生殖以至影响种群的维系和扩散。刺五加有性生殖过程存在多个薄弱环节，如结实的植株少，质量差，传播动力弱，果实中含抑制种子萌发物，加之刺五加种子的先天性休眠，这些都限制了刺五加种群的持续和扩散。

　　1.2.2 无性生殖

　　在自然生境下，刺五加无性繁殖的器官主要是其根茎。刺五加根茎大部分是水平分布的，在4-5厘米深处。在新生未木质化的部分可以见到明显的鳞片。根茎常在先端形成新芽，其节间长度不等，节上有潜伏芽。刺五加无性系小株的产生有的是靠根茎顶端钻出地面形成新的幼苗；有的则是从根茎的潜伏芽发生钻出地面成为新苗。但潜伏芽的大部分并不能转化为无性系小株，这是因为刺五加根茎顶端优势较为明显，潜伏芽大都处于休眠状态。所以，刺五加的无性系小株主要是由根茎的尖端钻出土壤而成。一般是秋季形成嫩芽在地下越冬，次年春季钻出土面形成幼苗。只有在顶芽生长受阻或死亡时，根茎上的部分潜伏芽才转化为新的无性系小株（祝宁等,1988）。刺五加实生苗在达到有性生殖阶段之前，未见有根茎发生；而无性系分株在达到有性生殖阶段之前，基部根茎上的潜伏芽也未见萌动（刘林德等，1997）。

　　刘林德等（1997）通过观察并综合前人的结果，提出提高刺五加营养繁殖效率的两种途径：一是改善成年株的光照条件；二是人为切割。并且认为：刺五加总的营养繁殖效率是较低的，作为一种木本植物，虽在没有人为破坏的前提下，其种群数量不会急剧下降，但短时间内也难于大幅度提高，尤其是不能远距离开拓新的分布区域。

　　2. 无性繁殖和有性繁殖的关系

　　有性繁殖和无性繁殖构成了刺五加种群繁衍的基本手段，它们之间存在一定的关系。刘林德等（1997）认为，一方面，营养繁殖可能与植株对有性生殖的投入呈负相关。一般情况下，雌株对有性生殖的投入多于雄株（Armstrong et al.,1989;Gross et al.,1981）。对刺五加来说，长花丝植株产生花粉而无需结实，对有性生殖投入较少，每个无性系株数较多；短花丝植株（雌性）只负责结实而不产生花粉，对有性生殖投入较多，每个无性系株属较少；而中花丝植株既产生花粉有座果，对有性生殖投入更多，营养繁殖的效率可能更低。尽管不同年龄的无性系所含株数不同，具体数据也有待于深入调查研究，但有性生殖与营养繁殖之间的负相关趋势是比较明显的。另一方面，刺五加实生苗在达到有性生殖阶段之前，一般不进行营养繁殖；无性系分株在性成熟之前基部根茎上的潜伏芽常不萌动形成新的根茎，除非分株本身枯亡；光照条件好的林缘带的刺五加无性系在营养繁殖和有性生殖两方面都有较高的效率，而且营养繁殖的后果将是产生新的分株从而进一步增加无性系的开花结实总量。这些都说明二者在某种程度上是统一的。同时，后者也说明适宜的光照条件既有利于有性生殖进行，也有利于营养繁殖进行。

　　综上所述，刺五加是多年生次生林下植物，虽然有性生殖方面有其薄弱的地方，但在种群维系和扩增方面仍发挥着重要作用，它与营养繁殖相配合，在无外界干扰的情况下，将成为一种较兴盛的林下灌木。所以，刺五加目前的渐危状况完全是人类过度利用造成的。

　　3．刺五加的人工栽培

　　人工栽培是野生植物资源保护的最有效途径之一。根据刺五加生活环境的特点和其生物学特征，刺五加的人工栽培用种苗可以尝试从三个方面获得。

　　一是种子繁殖。刺五加种子有休眠特性，需变温层积处理才能打破休眠。臧润国等（1996）比较了果实直播，种子直播，变温层积处理后的种子直播三者的出苗率，分别是：6.23%,11.53%,80.80%，并且变温层积处理后的种子出苗时间大大缩短。

　　二是营养繁殖。臧润国等（1996）以刺五加根茎为材料，ABT浸泡处理，进行了埋藏和扦插试验。结果ABT浸泡埋藏的出苗率最高达60%。我们在2001-2002年冬季，以刺五加硬枝（多年生茎）为材料进行了扦插试验，结果出愈伤组织率为10%，生根率为7%。

　　三是植物组织培养技术在刺五加人工栽培中的应用。张喜春等（1996）对不同时节的刺五加茎尖进行植物组织培养，获得了生根的幼苗并移栽成活；桂耀林等（1990）通过刺五加种胚的组织培养获得胚状体，对胚状体进行人工包裹制成人工种子，在无菌条件下播种，可转化成为小植株。在人工胚乳中加入灭菌剂的人工种子，在土壤中可萌发形成完整植株。

　　但是，到目前为止刺五加的大面积人工栽培还没有获得成功，主要原因是野生刺五加在近期内仍能满足工业生产所需，野生刺五加的收购价还相当低，人工栽培得不到足够地重视，从而基础研究与生产应用相脱节。另外，到目前仍然没有形成一套适用于刺五加的成熟栽培技术，还需要进一步研究。

　　4. 小结

　　我们认为刺五加野生资源的保护和市场需求为刺五加规范化、规模化人工栽培提供了契机。现阶段应加大力度保护刺五加野生资源：采取行政措施，划区采挖，限量收购；同时，加强科普宣传，提高林区人民素质，使他们认清保护刺五加野生资源的重要性和紧迫性。加快和加大刺五加人工栽培的研究力度，运用现代生物技术、仿生境栽培、半野生栽培等，最终达到刺五加植物资源的可控性和可持续利用。

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