紅芽大戟的保育研究△

劉寒，繆劍華，李林軒，全昌乾，郭曉云，韋坤華

廣西壯族自治區(qū)藥用植物園 廣西藥用資源保護(hù)與遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣西壯族自治區(qū)中藥資源智慧創(chuàng)制工程研究中心，廣西 南寧 530023

藥用植物保育學(xué)是一門以保護(hù)生物學(xué)為基礎(chǔ)，研究藥用植物物種保存和環(huán)境脅迫條件下藥效物質(zhì)變化的機(jī)制，探索生物多樣性保護(hù)與藥效形成的原理和方法，制定保育策略，實(shí)現(xiàn)資源可持續(xù)利用的學(xué)科[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國每年的中藥材消費(fèi)量超過40 萬t，其中大部分源于野生資源[2]，這導(dǎo)致當(dāng)前中藥材產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到2 個因素制約，一是由于過度開發(fā)中藥材野生資源至逐漸枯竭造成的可持續(xù)發(fā)展問題[3]；二是為解決中藥材供不應(yīng)求開展的大規(guī)模不規(guī)范種植造成的中藥質(zhì)量下降問題。中藥材質(zhì)量評價(jià)包括活性化合物、協(xié)同成分、無效成分、有毒成分、農(nóng)藥殘留、灰分和含水量等指標(biāo)的測定。這些指標(biāo)受種質(zhì)資源、摻假、生態(tài)環(huán)境、耕種方式、收獲時間、炮制加工方法、儲存條件和其他諸多因素影響，導(dǎo)致中藥材質(zhì)量難以把控[4]。本文針對紅芽大戟野生資源稀缺的現(xiàn)狀，針對以上2 個方面制定紅芽大戟保育策略方針。

紅芽大戟Knoxia corymbosaWilld.為茜草科紅芽大戟屬多年生直立草本植物[5]，藥用部位為地下塊根，是我國一級保護(hù)野生中藥材，全國封禁產(chǎn)區(qū)[6]。紅芽大戟始載于宋代《小兒藥證直訣》，主治胸腹積水、痰飲喘滿、水腫腹脹、二便不利、癰腫瘡毒等，具有瀉水、解毒、散結(jié)、抗菌的功效[7]?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，其對金黃色葡萄球菌和綠膿桿菌有較強(qiáng)的抑制作用[8?9]。紅芽大戟主要分布于印度、中南半島各國、馬來半島各國和澳大利亞，我國主產(chǎn)區(qū)位于臺灣、廣東、香港、海南、廣西等地的低海拔曠野草叢中[10?11]。自然狀態(tài)下，紅芽大戟種子胚發(fā)育不完全、萌發(fā)率極低，野生狀態(tài)自我更新困難；此外，濫采亂挖致其種群瀕危。因此，了解紅芽大戟資源現(xiàn)狀、掌握其生長發(fā)育規(guī)律并加強(qiáng)保育研究，對促進(jìn)其產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著重要作用。

1 資源現(xiàn)狀

由于連年采挖和大片荒坡被開墾，紅芽大戟野生生境遭到嚴(yán)重破壞[11]。其在自然界中主要繁殖方式為種子繁殖，由于種胚大多發(fā)育不良導(dǎo)致其繁殖困難，自然散落的種子發(fā)芽率不到1%，常規(guī)方法貯藏1 年以上的種子將喪失活力。紅芽大戟由20 世紀(jì)60—70 年代年產(chǎn)量3.5 萬kg 下降至年產(chǎn)量不足5000 kg。近年來，其主產(chǎn)區(qū)廣西、廣東的野生資源枯竭，市場價(jià)格持續(xù)走高[12]。紅芽大戟相關(guān)研究仍處于初級階段。雖然，我國20 世紀(jì)80 年代后期已初步開展其人工栽培研究，但因種苗等問題未取得突破性進(jìn)展，其資源瀕危問題依舊嚴(yán)重。

2 遷地保育

2.1 引種馴化

紅芽大戟在我國垂直分布的上限隨分布區(qū)由東往西逐漸升高。作為喜光植物，其適宜在低蔭蔽度下生長，但最適蔭蔽度又隨水分供應(yīng)情況和光照條件而改變。紅芽大戟為中生植物，忌積水、不耐旱，故在雨季要注意排水、在旱季要注意灌溉，其生長高峰期與年降雨量高峰期正好吻合；生長地土壤主要是由花崗巖發(fā)育的酸性磚紅壤和紅壤[13]。分布區(qū)氣候特點(diǎn)為干濕季明顯，全年日照時數(shù)為1700～2000 h，無霜期250 d 以上，年平均氣溫＞14 ℃，最冷月平均氣溫＞7.5 ℃，多年極端最低溫平均值＞-5 ℃，降雨量1200～2000 mm，年平均相對濕度77%～83%；分布區(qū)的主要地帶性植被類型為熱帶、亞熱帶常綠闊葉林，部分地區(qū)演變?yōu)椴萜耓14]。

紅芽大戟花排成頂生密集的半球形聚傘花序，花小，長4～5 mm，直徑約2 mm，紫紅色、淡紫色到白色；花冠管狀漏斗形，頂端4 裂，雄蕊4 枚，與花冠裂片互生，生于花冠管中部，雌蕊的柱頭2裂，子房下位，2 室，每室1 胚珠；果實(shí)小，為蒴果，萼片宿存，成熟時易裂成兩半，各含1 粒種子，種子具胚乳[5]。

紅芽大戟于3 月中下旬播種，4 月上中旬出苗。休眠塊根一般在3月中下旬至4月初萌芽出土。5—7月為植株生長期，其中6月生長較為迅速，1年生植株花期為7—9 月，果期8—10 月，2 年生及以上植株花期5—8 月，果期7—9 月。地上植株10—11 月枯萎，根部進(jìn)入休眠狀態(tài)。整個生長期為8～9 個月[14]。傅兵等[15]發(fā)現(xiàn)，不同的經(jīng)緯度、土壤、坡度、坡向和海拔高度等都會影響紅芽大戟的物候期。

2.2 種苗繁育

紅芽大戟主要有3 種繁育方式，分別為種子繁殖、營養(yǎng)繁殖和組培繁殖。

2.2.1 種子繁殖 紅芽大戟的種子細(xì)小，長約1.67 mm，直徑約0.87 mm，千粒質(zhì)量約0.43 g[16]。湯麗云等[8]發(fā)現(xiàn)，紅芽大戟存在花柱異長狀況，長花柱型花較短花柱型花結(jié)實(shí)率和出苗率更高，繁殖優(yōu)勢更強(qiáng)；以外源赤霉素（GA3）浸種可促進(jìn)種子胚發(fā)育完全；以0.002 5% GA3浸種處理長花柱型花結(jié)的種子、0.005% GA3處理短花柱型花結(jié)的種子，可將紅芽大戟種子萌發(fā)率分別提升70.2%和64.1%。

2.2.2 營養(yǎng)繁殖 陳芳清等[16]曾利用其根莖進(jìn)行繁殖，雖然獲得成功，但由于根莖的分蘗能力很低，根的長度小，致使繁殖成功率和藥材收獲率均較低[17]。湯麗云等[18]在營養(yǎng)繁殖研究過程中，每年在6 月初至中旬剪枝1 次，1 周后位于土中或土上原植株基部的節(jié)可萌發(fā)出腋芽，進(jìn)而形成分枝繼續(xù)長出葉子；7月中旬可以再剪枝1次；另外，據(jù)觀察，如果注意水分供給，紅芽大戟在秋季可由地下貯藏根重新萌出新苗，至9 月中旬可以剪枝扦插，因此扦插繁殖可以比種子繁殖速度提高4～5 倍。有研究顯示，在春季分根繁殖中，每塊貯藏根均可以長成1個植株，因此經(jīng)過分根后，繁殖速度比種子繁殖速度提高了2～3 倍[14]。研究顯示，扦插繁殖中使用吲哚丁酸處理的最適質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.002 5%，最適處理時間為0.5 h。使用吲哚丁酸處理插枝比吲哚乙酸處理生根效果更好；莖上部作材料比中段莖的生根效果更好；貯藏根分根繁殖中使用吲哚丁酸處理的最適質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.005%，最適處理時間為0.5 h，經(jīng)適當(dāng)濃度、適當(dāng)時間的吲哚丁酸處理，扦插繁殖是加快紅芽大戟藥材生產(chǎn)的可行途徑[12]。

2.2.3 組培繁殖 陳芳清等[19]發(fā)現(xiàn)，在莖、葉、芽3 種外植體中，芽的出愈率最高，愈傷組織褐化率低，生長最好，且易被誘導(dǎo)出不定芽，是較理想的快速繁殖材料；而莖和葉的愈傷組織褐化率高，難以誘導(dǎo)出不定芽；較適宜的誘導(dǎo)愈傷組織的激素組合是2.0 mg·L-1的6?芐氨基腺嘌呤（6?BA）和0.4 mg·L-1的萘乙酸（NAA），誘導(dǎo)不定芽的適宜激素組合為5.0 mg·L-16?BA+0.05 mg·L-1的NAA，根的誘導(dǎo)則在1/2 MS+0.2 mg·L-1NAA+1.5%蔗糖+0.8%瓊脂培養(yǎng)基上進(jìn)行[16]。在叢生芽快繁培養(yǎng)基正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，MS+1.5 mg·L-16?BA+0.2 mg·L-1吲哚乙酸+0.2 mg·L-1NAA+0.3 g·L-1活性炭適宜促進(jìn)叢生芽繼代增殖；1/2 MS+0.75 mg·L-1吲哚丁酸+0.2 mg·L-1多效唑（PP333）適于誘導(dǎo)生根獲得再生植株；培育的生根苗移栽于泥炭?珍珠巖（1∶1）的混合基質(zhì)上成活率可高達(dá)92%。

2.3 種質(zhì)資源保存

紅芽大戟老熟種子發(fā)芽率達(dá)40%以上，種子干燥貯藏1～6 月對其發(fā)芽率和出苗率影響不大，貯藏1年以后有所降低。采用常規(guī)方法貯藏1年以上的種子基本喪失生命力[16]。

3 回歸保育

3.1 回歸保育的適宜區(qū)域

適合紅芽大戟回歸引種區(qū)域?yàn)闊釒?、亞熱帶的常綠闊葉林，還應(yīng)滿足遠(yuǎn)離城市、公路，人跡罕至，生長環(huán)境不易被破壞；區(qū)域內(nèi)有或曾有野生紅芽大戟分布，生態(tài)環(huán)境與紅芽大戟的適生環(huán)境相似；生態(tài)環(huán)境良好，附近沒有污染源；植被覆蓋良好，以適合紅芽大戟生長的森林類型為佳，物種較完善，具有一定數(shù)量的紅芽大戟伴生植物等條件。

3.2 回歸保育實(shí)踐

3.2.1 選地與整地 紅芽大戟為喜光植物，適宜于低蔭蔽度下生長；忌積水又不耐旱，適宜方便排灌水的保育基地；土壤盡量為酸性的紅壤和磚紅砂質(zhì)壤，有機(jī)質(zhì)較高，干濕分明，盡量模擬其在自然條件下的生長環(huán)境，合理及時補(bǔ)充磷鉀肥。

3.2.2 種子育苗 于9—10 月收取成熟飽滿的種子陰干，貯藏至翌年春季播種，播時先用45 ℃溫水浸種5～6 h，撈出晾干水分后，均勻撒播，覆土0.2～0.3 cm，蓋草，澆水保濕，約20 d 發(fā)芽出土，此時揭去蓋草。播種量為5 g·m-2。

3.2.3 扦插育苗 以露出土面具5～6對葉以上健壯的未開花植株作材料，每2～3節(jié)剪成1段，作為扦插材料。初夏及秋季均可進(jìn)行。扦插適宜溫度為20～25 ℃，用吲哚丁酸、吲哚乙酸處理后埋入砂盆或砂壤盆中，入土1～2節(jié)，每片葉剪去1/3，蔭蔽度30%，每天灑水1次。扦插后第52天從土中取出移栽[20]。

3.2.4 組培育苗 選20～30 cm 的健壯株苗，取莖尖部位作為外植體帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行處理。外植體的消毒：將外植體置于不同燒杯中，流水沖洗4 min，莖尖切成3～4 cm 小段，放入玻璃瓶中，在超凈工作臺上，把預(yù)處理好的外植體分別放入帶蓋容器當(dāng)中，先用次氯酸鈉溶液浸泡消毒3～4 min，用蒸餾水洗3～4 次，倒入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.12%的升汞溶液浸泡3～4 min，浸泡后用蒸餾水洗4～5 次，最后將外植體取出放置于無菌濾紙上，吸干水分，放入接種碟中待用。外植體的接種：切去外植體兩端及周圍褪色壞死的組織，切成約2～3 cm 的小段或1.0 cm×1.0 cm 的小塊，按其生長極性插入誘導(dǎo)分化培養(yǎng)基中[12]。生根培養(yǎng)：接種的外植體，置于光照培養(yǎng)室中，光照強(qiáng)度2000～2200 lx，光照時間12 h·d-1，培養(yǎng)溫度25～28 ℃，培養(yǎng)6 d后將獲得的無菌外植體進(jìn)行芽誘導(dǎo)培養(yǎng)，無菌外植體接種于誘導(dǎo)分化培養(yǎng)基中，當(dāng)外植體誘導(dǎo)出新芽長至2～3 cm 時，去掉底部的愈傷組織接種于繼代增殖培養(yǎng)基中進(jìn)行增殖培養(yǎng)。幾次增殖培養(yǎng)后，選取健壯的繼代苗切成單節(jié)接種于生根培養(yǎng)基中進(jìn)行生根培養(yǎng)，生根率可達(dá)70%[21?22]。

3.2.5 人工管理 當(dāng)種子播種后小苗高約6 cm，塊根繁殖后種后苗高10～12 cm 時，選陰天起苗，以8 cm×14 cm 的行株距開行定植，澆足定根水。在苗期必須注意澆水，以保證成活，遇干旱天氣要及時灌溉或澆水，15 d左右進(jìn)行1次苗期除草。

追肥培土：苗高15 cm 時施第1 次肥，以后每隔40 d 施1 次，整個生長期共施3～4 次，肥料用腐熟農(nóng)家肥30 t·hm-2或用腐熟花生麩或桐麩稀水肥22.5 t·hm-2。結(jié)合施肥適當(dāng)培土，以防植株倒伏。冬季植株枯萎后將地上枯株剪除，清理田園，用火燒土培土[15]。

病蟲防治：主要病害有根腐病，此病致使植株根部逐漸腐爛，地上部分變黃枯死，可用0.5%石灰水灌根防治。害蟲有黏蟲，主要危害嫩葉嫩莖，可用40%樂果1000倍液噴殺[21]。

3.2.6 冬季管理 砂藏越冬比露地越冬更有利于紅芽大戟度過冬季的休眠期，可以降低腐爛率，其中以根莖砂藏越冬后的紅芽大戟生長最好，這可能與愈傷組織的誘導(dǎo)形成有關(guān)[23]。

4 結(jié)語

藥用植物保育學(xué)通過野外普查發(fā)現(xiàn)新的藥用植物資源，利用這些資源培育新的藥用植物，以藥用植物中的化學(xué)成分開發(fā)新藥品（保健品或其他生活用品），使藥用植物資源利用具有實(shí)際意義，可對野生藥用植物進(jìn)行馴化、繁殖、種植與加工，生產(chǎn)出大量可利用的藥材，滿足人類的需要。人工生產(chǎn)的銀杏[24]、白及[25?26]已能滿足臨床的需求，不再受制于野生資源產(chǎn)量，保障了野生資源的自然更新。人類對野生藥用植物的引種栽培，客觀上擴(kuò)大了物種的生存空間，傳播了藥用植物的遺傳基因，擴(kuò)大了藥用植物的種群規(guī)模[27]。因此，對野生藥用植物的合理開發(fā)利用是野生藥用植物保育的目標(biāo)。建立野生藥用植物繁殖、種植、加工技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)藥材的合理利用，有利于保護(hù)野生藥用植物資源。此外，在藥用植物保育過程中，監(jiān)測野生藥用植物資源信息與市場信息、分析藥材市場未來發(fā)展趨勢、根據(jù)藥材具體需求制訂合理規(guī)劃是防止藥材過?；驘o藥可用的根本途徑[28]。