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)。目前,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,在这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更新恢复,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。刺五加的另一种扩散途径是重力,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。