The North American ginseng inflorescence: development, floret abscission zone, and the effect of ethylene

Andrea E. Fiebig, John TA Proctor, Usher Posluszny, and Dennis P. Murr

Abstract: Characterization of the North American ginseng (Panax quinquefolius L.) inflorescence, the floret abscission zone, and its stimulation by ethylene were undertaken to gain insights into the potential for floret abscission induction as a replacement for the industry practice of expensive manual removal of the inflorescence. In each of 3 years, peduncle length of 3-year-old cultivated ginseng inflorescences increased rapidly in June, reaching maximal values of 140–180 mm. During this period, seed head diameter also increased to about 35 mm, while seed head fresh mass increased in July and August to 6.5–8.0 g. Flowering in 1996 and 1997 began in the last 2 weeks of June and lasted through July, with open flowers never exceeding 35%. Anatomical studies and manual dissection of 1- and 3-year-old perennating buds revealed development of the floral primordia first at their periphery and progressing centripetally. Stamen initials were seen as a pentamerous whorl just under the petal primordia, and the characteristic inferior ovary initiated as a slight depression at the centre of the floral meristem. Sections through 3-year-old inflorescences harvested on May 23, 1996, showed that distal floral apices had already formed constriction zones between the flower and the pedicel, indicating the position of the abscission zone. Length of time to ethylene-induced abscission zone formation was less than 24 h in 3-year-old ginseng harvested on July 23, 1997. The abscission threshold for ginseng berry drop was in the range of 10-100 µL·L^–1 ethylene.

Key words: anatomy, flowering, Panax quinquefolius, perennating bud.

Résumé : Afin d'évaluer le potentiel d'induire l'abscission de ses fleurons par l'éthylène, comme alternative à la pratique industrielle coûteuse de l'enlèvement manuel de l'inflorescence, les auteurs ont examiné l'inflorescence du ginseng (Panax quinquefolius L.), la zone d'abscission de ses fleurons et sa stimulation par l'éthylène. Au cours de chacune des 3 années, la longueur de pédoncule des inflorescences de ginseng en culture depuis 3 ans augmente rapidement en juin, atteignant des valeurs maximales de 140 à 180 mm. Au cours de cette période, le diamètre des infructescences augmente également jusqu'à environ 35 mm, alors que le poids frais de ces infructescences augmente en juillet et août, atteignant 6,5–8,0 g. En 1996 et 1997, la floraison a débuté au cours des deux dernières semaines de juin et a duré tout au long du mois de juillet, 35% des fleurs s'étant épanouies. Les études anatomiques et la dissection manuelle de bourgeons pérennants de 1 et 3 ans d'âge, révèlent que le développement des bourgeons des primordiums floraux commence à leur périphérie et progresse de façon centripète. Les primordiums des étamines apparaissent sous forme d'un verticille pentamère, juste au dessous des primordium des pétales, et l'ovaire infère caractéristique apparaît sous forme d'une faible dépression au centre du méristème floral. Des sections effectuées sur des inflorescences âgées de 3 ans, récoltées le 23 mai 1996, montrent que les apex floraux distaux avaient déjà formé des zones de constriction entre la fleur et le pédicelle, ce qui indique la position de la zone d'abscission. Le délai entre le traitement à l'éthylène et la formation de la zone d'abscission a été inférieur a 24 h chez des plants âgés de 3 ans récolté le 23 juillet 1997. Le seuil critique pour la chute des fruits du ginseng est de 10 à 100 µL·L^–1 d'éthylène.

Mots clés : anatomie, floraison, Panax quinquefolia, bourgeon pérenne.

[Traduit par la Rédaction]