珠子參根莖發育特性及其切段繁殖的研究

趙新禮 張馨

摘要[目的] 研究珠子參根莖的發育規律，探索根莖繁殖的方法。[方法]通過對珠子參種子萌發過程和栽培植株生長期內根莖切片的觀察，研究其根莖發生發育的規律；采用植物生長調節劑處理根莖切段，探索其根莖繁殖的方法。[結果]營養生長時根莖是單軸分枝的主桿，生殖生長時根莖成為合軸分枝式的側枝。用50和100 mg/L的赤霉素（GA3）溶液、40和80 mg/L的6-芐胺腺嘌呤（6-BA）溶液均可使珠子參根莖的切段形成更新芽，但以40 mg/L 6-BA的處理為優，80 mg/L 6-BA的處理次之。[結論]該研究對珠子參規范化栽培措施的制訂具有參考價值。

關鍵詞 珠子參；根莖；發育特性；切斷繁殖；植物生長調節劑

中圖分類號 S567.5+3 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）02-0153-03

Abstract[Objective] To study the root and rhizome development law of Panax japonicus var.major， explore the method of rhizome propagation.[Method] The seed germination process and the cultivated plant growth in the rhizome sections were observed to study the development rule of the root and rhizome of Panax japonicus var.major.The rhizome segments were processed with plant growth regulator， the rhizome cutting propagation method was explored.

[Result] Rhizome is the main rod in monopodial branching during vegetative growth， while in reproductive growth， it becomes axis in sympodial branching.The rhizome segments were processed with 50 mg/L and 100 mg/L Gibberellin 3 solution （GA3）， 40 and 80 mg/L 6benzylamine adenine solution（6BA）， which can promote bud regeneration of the rhizome cuttings.

The treatment of 40 mg/L 6BA was optimal， the treatment of 80 mg/L 6BA was suboptimal.[Conclusion] This study provides a reference value for formulating standardized cultivation measures of Panax japonicus var.major.

Key words Panax japonicus var.major； Rhizome；Developmental characteristics；Cutting propagation；Plant growth regulator

珠子參（panax japonicus var.major）為五加科人參屬的瀕危藥用植物[1]，其根狀莖入藥為珠子參，地上部分入藥稱參葉，均為傳統中藥。珠子參的自然結實率低，種子采收困難，種胚為后熟類型，休眠期長，且種子繁殖所形成的1～2年生苗長勢弱，參葉產量極低。野生珠子參根狀莖呈串珠狀，由十數節組成，每個節上多有休眠芽存在，若能使它恢復萌動能力，進行根莖切段繁殖，將成為提高繁殖系數和參葉產量的一種有效途徑。珠子參根莖既是進行繁殖的重要材料，也是藥用的重要部位，學者們對其化學成分和藥理作用已有較多研究[2-4] ，對其生物學特性和規范化栽培技術也有研究[5-9] ， 但尚未見到對珠子參根莖發育規律及根莖切段繁殖方法研究的報道。筆者通過對珠子參種子萌發過程和栽培植株生長期內根莖切片的觀察，研究其根莖發生發育的規律；采用植物生長調節劑處理根莖切段，探索其根莖繁殖的方法。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗地設在陜西省鎮坪縣。以野生珠子參根狀莖為繁殖材料，栽植密度25 cm×20 cm。搭棚遮陰，透光率30%。珠子參根莖發育觀察選用栽培植株和種子為試驗材料。

根莖切段繁殖材料取自野生珠子參不帶更新芽的根狀莖，將其切成一節一段和兩節一段，進行植物生長調節劑處理試驗。

1.2 方法 觀察栽培植株根莖形態變化，并定時切取尖端固定。切片材料用FAA固定，石蠟切片，切片厚度8～12 μm，番紅固綠染色。將采集的種子進行沙藏層積處理，待種子解除休眠后在10 ℃下萌發觀察根的變化。

9 月5 日將根莖切段先用500 倍80%多菌靈液浸泡處理1 h，取出控干根莖表面水分，再分別用水、赤霉素（GA3）50 mg/L、GA3 100 mg/L、6-芐胺腺嘌呤（6-BA） 40 mg/L、6-BA 80 mg/L溶液浸泡24 h，取出用水沖去根莖表面浮著的藥液，沙藏。每7 d觀察1次，于10 月15 日取出統計更新芽形成數，并每組隨機抽取30 個根段統計芽的生長情況，后全部移栽于大田，第2年6 月5 日調查出苗情況。每個處理500 個根段左右。

2 結果與分析

2.1 根及根系的形成

將成熟種子在15 ℃下沙藏160 d后再轉入5 ℃低溫處理60 d即開始裂口，將已裂口種子置于10 ℃培養5 d開始萌發。胚根先伸出種皮，4 d長至 3～5 mm時出現根毛，這時胚軸全部隨根伸出，可見子葉基部、上部仍在胚乳中吸收營養。8～10 d后胚根長5～10 mm，幼葉亦被拖出并伸向地面。隨后地上葉生長較快，根長1.0～1.5 cm時地上葉2.0～2.5 cm，無側根；根長2～3 cm時出現側根，以后數目漸增，并沿與主根呈銳角的方向斜伸。若主根頂端受破壞時，在其稍偏上處可接連生出多條側根來。成年植株未見直根系，而在橫走根莖膨大處生出數條不定根，構成疏散的須根系。

2.2 根莖的形態及其發展

根莖橫走，呈串珠狀，一般8～10 節，多的達15～17 節，最長可達40 cm。膨大部分呈不規則球形或略呈紡錘形，直徑5～45 mm；細長節間直徑3～5 mm，長2～7 cm。莖葉倒苗后至出苗期間，根莖頂端是一個略膨大的芽。5 月中下旬，莖葉完全展開后幼根莖也開始伸長，這樣便在蘆處留下了較膨大的部分。8 月中旬，地上莖葉枯萎倒苗，幼根莖長2～7 cm，并在頂端又形成一個新的芽。次年春該芽又萌發，再形成一個膨大的部分，如此下去，根莖每年伸長一節并形成一個膨大，不斷伸長，同時，在膨大處具有次生生長能力，使膨大部分再增大。這樣串珠狀根莖便形成并不斷發展。

2.3 胚中的根莖

在種胚后熟末期的縱切片中，可見胚芽原基向遠離幼葉一側偏斜形成一個約7 μm的小凸起，即是最早根莖的基礎——根莖原基。種子萌發時根莖原基隨之伸長并在頂端開始分化而成為幼根基。當苗高約5 cm時，幼根莖長5 mm，直徑0.8～1.0 mm，細弱。

2.4 更新芽分化及根莖的發生

2.4.1 未開花植株。

5 月20 日前后地上莖葉完全展開時，剖開不開花植株的根莖，芽鱗已枯萎，幼根莖開始橫向伸長。幼根莖頂端鈍尖，長1～5 mm時其縱切面可見0.14 mm×0.13 mm最外層兩片幼鱗葉完全套合而成兩層，組織已分化。向內是從一側伸出長約20 μm彎曲狀的葉原基，其細胞著色略深但組織沒有分化。最中心是半圓形著色最深的頂端原分生組織。同期的有些材料可見葉原基呈帽狀蓋在半圓形的原分生組織上面。5 d之后根莖頂端稍鈍，并可見分化痕跡，長5～8 mm，縱切片可見外鱗葉已拉開，細胞著色更淺，外鱗葉表皮下木栓形成層已開始活動；葉原基長約26 μm；原分生組織增高；但也有的材料葉原基仍為帽狀。再過5 d后，根莖端圓鈍，頂端分化明顯，長8～12 mm，縱切片可見鱗葉外層已有3～4 層木栓組織，葉原基長約63 μm，在頂端形成一細棒狀——小葉原基；其旁一高26 μm的凸起為根莖原基，分生組織轉至凸起端部，并在頂端一側已存在長約10 μm的下一代鱗葉原基，彎曲狀在前方，另一側亦略高出，準備形成另一個鱗葉。8 月中下旬地上莖葉變黃近枯萎時，根莖伸長停止，頂端的芽已發育完全。解剖鏡下可見最外兩片相對而生的鱗葉頂部套合起保護作用，向內1、2 片幼葉拳卷，高約2.5 mm；幼根莖高約1.2 mm，頂端已有所分化，位于芽的最中間；縱切片可見最外表皮已全被周皮所代替，鱗葉細胞著色很淺，細胞間隙明顯，在原形成層處有1～2 個分泌道，而微管組織不發達；向內可見幼葉柄已開始有組織分化，上部可見許多葉片的橫切片已見原形成層，幼根莖基部也已著色不均勻，頂端兩側各一片向內彎曲的鱗葉原基，大小略有區別，大的有包住小的之趨勢。節以下根莖組織已分化成為初生構造，在最基部已可見維管形成層活動。

珠子參第1節根莖是胚芽的延伸，以后每節根莖在芽的分化中發生，當芽萌發時開始生長伸長，同時其頂端又重新孕育分化新的芽和新的根莖。與一般種子植物莖的生長類似，但又有其獨特性。在一個生長季內頂端只形成2 或3 次凸起，且間期不均勻。芽形成過程中在地上莖葉形成之后，頂端原分生組織伸長一段，然后其一側產生凸起——外鱗葉原基，接著幾乎不伸長便又在另一側形成第2個凸起——內鱗葉原基，這就構成了芽中的幼根莖；次年春芽萌發，幼根莖伸長，頂端繼續分化，出現與地上莖葉有關的凸起，后頂端分生組織再伸長開始下一個生長周期。K.伊稍[10]認為葉原基在頂端分生組織周圍發生的位置與莖上的葉序有相關關系。珠子參根莖頂端這種分化方式也是與它的葉序相關的。在根莖頂端上只有2片保護芽的鱗葉存在，故而也只有分化鱗葉原基，且兩葉間幾乎沒有間隙，這與兩鱗葉共同保護一個芽的作用相關。2片鱗葉是先后發生的，應包括2個節，沒有節間是其對功能的適應，所以珠子參膨大部位是由2個蓮座狀的節構成的。

2.4.2 開花植株。

當植株有2～3 批葉子時開始轉入生殖生長，這時芽的分化方式有所改變，在6 月初某些縱切片可見，幼葉原基頂端兩側形成2個均等的小葉原基，中間形成扁圓形花序原基。7 月初縱切片可見小幼葉已形成，花序原基仍未分化，根莖原基頂端在分化出兩片鱗葉原基以后，兩側同時又均等形成2個凸起——輪生的葉原基。8 月上旬前后，芽發育完全；鱗葉內3～4枚輪生拳卷狀的幼葉，長約2 mm，中間包著幼小花序；幼根莖高約1.5 mm，頂端似有分化，位于芽的中央；該芽萌發時輪生幼葉隨花葶抽出地面，幼根莖伸長并繼續分化形成新芽，但頂端無分生組織，不再分化形成新的根莖原基，而是周圍4枚輪生幼葉，其余全部成為花序原基；而由鱗葉內休眠的腋芽發育成新的根莖。8月中旬芽發育完成；解剖可見，鱗葉內4枚拳卷的幼葉輪生，中間包著的小花序較大，高約3 mm，位于芽的中央，幾乎占據芽內所有空間；幼根莖僅為一凸起，位于內鱗葉基部；該芽萌發時根莖發育較晚。轉入生殖生長以后，根莖頂端轉化為花芽，而是由休眠的腋芽活動形成幼根莖，再繼續增加根莖的節數與長度。

2.5 珠子參根莖切段繁殖試驗

由表1可知，用GA3 50 mg/L處理的一節段根莖，未成芽占總處理節數的19.2%，形成更新芽的占62.4%，其中雙芽數占11.76%，其余均為單芽；用GA3 50 mg/L 處理的二節段根莖，全部形成了2個更新芽。所形成的更新芽大多數細長，且不整齊，平均長度約24 mm，最長的達143 mm，直徑約1.7 mm，較根莖自然形成的更新芽弱，第2年均長成一批葉的小苗。用GA3 100 mg/L 處理的根莖切斷均形成更新芽，所形成的更新芽較GA3 50 mg/L處理的更細更長，更不整齊，平均長度約34 mm，最長的達115 mm，直徑1.2 mm，第2年均長成一批葉的小苗。

用6-BA 40 mg/L處理的根莖切段全部形成更新芽，所形成的更新芽比較整齊，芽長6～12 mm，直徑3～6 mm，且形成的雙芽較多，占 65%以上，與自然狀況下根莖的發育程度相似或較優。故此法處理所形成的苗類似于全株移栽珠子參的生長，同時也能產生多莖珠子參，這為珠子參生物產量的增加提供了較自然狀態下更多的光合面積，所以這一處理無論在促進根莖切段上休眠芽的萌發上，還是在提高生物產量方面都是有很大潛力，為珠子參根莖切段繁殖中較優的處理方法。

用6-BA 80 mg/L處理的根莖切段也全部形成更新芽，每個切段上更新芽的數目為1～5個，雙芽率較高，且發現極少數重疊芽，芽長3～12 mm，直徑2～5 mm。類似于自然界珠子參根莖的發育程度，故該處理也較適合于珠子參根莖的切段繁殖。6-BA 處理較好地解決了根段的腐爛問題，使腐爛率顯著降低。

用自來水作對照處理一節段和兩節段根莖，當年均未形成更新芽，在次年6—8月才形成更新芽，在第3年才出土形成苗，但根段有60%以上在土壤中腐爛。

用植物生長調節劑處理珠子參根莖切段進行繁殖，根莖最好切成兩節一段，同時要做好根莖切段的防腐處理工作。

3 結論

（1）珠子參種子繁殖的幼苗，根的發生及根系形成與一般雙子葉植物相似。但后來隨著根莖的生長伸長，逐漸代替了根的功能，根也就枯萎了，所以成年植株沒有直根系。這與許多多年生宿根草本植物地下器官的演替相似。

（2）營養生長時根莖是單軸分枝的主桿，生殖生長時根莖成為合軸分枝式的側枝。

（3）用GA3、6-BA處理根莖切段可使根莖上的休眠芽萌發，形成豎年的生長植株，而未經處理的根莖切段尚需經過第2年的發育形成更新芽，且根莖在地下的腐爛較為嚴重。用GA3 50或100 mg/L單獨處理根莖切斷，形成的更新芽又細又長，第2年形成的苗比較弱小；而用6-BA 40或80 mg/L處理根莖切段，所形成的更新芽與自然狀況下根莖的發育程度相似或較優，所形成的苗類似于全株移栽珠子參的生長，為珠子參根莖切段繁殖中較優的處理方法。

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