老芒麥離區(qū)形態(tài)特征及生理特性差異研究

吳瑞，劉文輝，張永超，劉敏潔

（青海省青藏高原優(yōu)良牧草種質資源利用重點實驗室，青海大學畜牧獸醫(yī)科學院，青海 西寧 810016）

老芒麥（Elymussibiricus）是禾本科（Gramineae）小麥族（Triticeae）披堿草屬（Elymus）成疏叢的多年生優(yōu)良物種，為披堿草屬模式植物［1］。由于老芒麥適應性強、品質好等特點，已成為青藏高原的優(yōu)勢種和建群種［2-3］。國內老芒麥資源豐富，但由于其栽培年限短，品種特性不穩(wěn)定，落粒性強，不利于老芒麥品種的培育和大力推廣［4］。因此，闡明老芒麥的落粒機制，培育低落粒新種質是加大老芒麥種子生產的重中之重。

種子的脫落主要是指種子在成熟后周圍器官發(fā)生改變，小穗軸與花序連接部位發(fā)生斷裂，隨著含水量下降，最終使種子掉落到地面的情況［5］。通過在水稻（Oryza sativa）等糧食作物中關于落粒性的研究發(fā)現，由于離區(qū)細胞的降解和分化造成了種子脫落［6］。離區(qū)通常由一層至多層細胞質密集的細胞組成，在許多植物中，種子脫落前離區(qū)就會形成［7］。有研究在野生水稻中確定了離區(qū)的存在，而非落粒栽培水稻中沒有離區(qū)，所以水稻種子落粒與否的關鍵在于其離區(qū)結構的形成發(fā)育與降解［8］。對羊草（Leymuschinensis）穗結構進行顯微觀察發(fā)現，小穗軸和種柄的離層在種子成熟過程中形成，這是造成羊草種子落粒的原因，并且觀察發(fā)現種柄脫落占主導位置［9］。有研究發(fā)現老芒麥的落粒也有兩種脫落類型，包括種柄脫落與小穗柄脫落［10］。

種子落粒除與形態(tài)特征有關聯外，還受生理物質的調控。研究表明，落粒率存在差異的材料在離區(qū)結構及其木質化程度、落粒相關的細胞壁水解酶活性等方面都存在差異［5］。趙旭紅［3］研究發(fā)現，纖維素酶和多聚半乳糖醛酸酶的活性與離區(qū)降解相關。纖維素酶主要通過降解細胞壁中的纖維素成分來發(fā)揮作用，多聚半乳糖醛酸酶主要降解細胞壁胞間層的果膠成分。眾多研究表明，這兩種酶在植物離層的降解中起作用［11-13］。落粒關鍵期這兩種酶活性的增強會促使離區(qū)降解，最終造成種子的脫落［14］。含水量的變化、可溶性糖與淀粉的相互轉化也在一定程度上影響著種子的脫落，隨著種子的成熟，其含水量逐漸下降，干物質逐漸增多，加劇了種子的落粒狀況［15］。

眾多研究從形態(tài)特征、解剖結構、生理物質等方面深入闡述了落粒機制。但目前關于兩種脫落類型的深層次研究較少，大多數研究只闡述了一種脫落機制，忽視了兩種脫落類型均對種子落粒造成的影響，只有少數報道從形態(tài)特征和落粒率方面對兩種脫落類型進行了研究［9-10］。此外，為了減少落粒造成的產量損失，探究合適的收獲期是目前解決生產問題的有效途徑。因此，本研究將從離區(qū)形態(tài)特征和生理特性等方面闡明不同落粒率種質和兩種脫落類型的差異，確定合適收獲期，為老芒麥落粒機制的深入挖掘提供思路。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于青海省海北州西海鎮(zhèn)多年生牧草種質資源圃，地理坐標為36°59.36′N，100°52.848′E，海拔3156 m，氣候寒冷且持續(xù)時間長。光照充足，輻射強。年均氣溫0.5℃，無霜期短，年降水量369.1 mm，且集中發(fā)生在7-9月，年蒸發(fā)量為1400 mm，年日照時數為2980 h。土壤為栗鈣土，pH為8.43，有機質含量為32.48 g·kg-1。

1.2 試驗材料

兩份材料均采自青海省，均為野生種（表1），前期試驗發(fā)現兩份材料落粒率存在較大差異［16］。

表1 供試老芒麥材料相關信息Table 1 Information of E.sibiricus in this study

1.3 試驗方法

1.3.1試驗設計 試驗小區(qū)面積為3 m×5 m，隨機區(qū)組排列，3次重復。于2019年春季播種，播種前對試驗小區(qū)進行深翻平整。采用人工條播進行播種，播深3～4 cm，行距30 cm；以磷酸二銨做底肥，用量75 kg·hm-2。試驗期間不灌溉，不施肥并禁牧，播種當年出苗后和第2年返青期各除雜草1次，試驗樣品均采集于生長第2年。

1.3.2離區(qū)形態(tài)特征觀察 孕穗期、抽穗期、開花期、乳熟后4 d、乳熟后13 d及乳熟后22 d從田間采集能代表小區(qū)整體長勢水平的小穗帶回室內，在體式顯微鏡下分別對花序中部的小穗柄和種柄部位離區(qū)進行觀察并拍照。

1.3.3多聚半乳糖醛酸酶和纖維素酶的測定 取樣從乳熟期開始，每3 d采集一次，參照張俊超等［2］的方法，在低溫環(huán)境下分別采集花序中間1/3區(qū)域的小花（種子）并剪取小穗柄結構和種柄結構（長度2～4 mm），轉移至超低溫冰箱進行保存。測定酶活性時取出樣品稱取0.1 g，重復3次，加入緩沖液后冰浴勻漿，離心后取上清液待測。

采用蘇州科銘生物技術有限公司多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase，PG）活性測定試劑盒和纖維素酶（cellulase，CL）活性測定試劑盒進行反應，最終分別在620和540 nm下用酶標儀（1510，Thermo Fisher Scientific Oy）測定吸光值。

1.3.4動態(tài)落粒率測定 在種質達到乳熟期時，每3 d進行一次落粒率的測定［17］。每份種質中隨機選取5個長勢相似、成熟度一致的穗，人工用均一力度將每個穗振蕩10次，并記錄各組的落粒數，重復3次。

1.3.5含水量測定 乳熟期開始，每3 d從樣品中任選160粒種子（或1個單穗），稱鮮質量（m1），重復4次，放入信封袋中帶回實驗室。將樣品放入鋁盒（m2）后在130℃烘箱中烘1 h，冷卻后稱鋁盒與樣品干重（m3）［18］。

1.3.6發(fā)芽率統(tǒng)計 參照《牧草種子的檢驗規(guī)程》發(fā)芽試驗GBT 2930.4-2001規(guī)定方法測定標準發(fā)芽率［19］。即采用紙上發(fā)芽法，取50粒種子放入發(fā)芽盒，5℃處理7 d后移入25℃恒溫培養(yǎng)箱中，以胚根長度超過2 mm為發(fā)芽標準，第12天統(tǒng)計最終發(fā)芽率，試驗重復3次。

1.3.7電導率測定 參考馮燕茹等［20］的方法進行測定。采用電導率儀（DDSJ-308A，上海精密科學儀器有限公司）進行測定，以蒸餾水為空白對照（L0），每份材料隨機選取50粒均勻完整的種子稱重（m），用蒸餾水沖洗3次，放入含有250 mL蒸餾水的燒杯中，20℃浸泡24 h后測定其電導率（L1），重復3次。

1.3.8可溶性糖與淀粉含量測定 從乳熟期開始，每3 d采集1次樣品，帶回實驗室烘干，研磨后，分別參照高俊鳳［21］和王雅梅［22］的方法進行可溶性糖及淀粉的提取，采用蒽酮比色法進行測定，重復3次。

1.4 數據處理

使用Excel 2010進行數據的初步整理，采用SPSS 21.0對2份老芒麥種質各時期的指標進行分析，使用Duncan法進行多重比較（P＜0.05），使用獨立樣本t檢驗比較兩份種質間的差異，使用Origin 2018作圖，使用RStudio進行相關性分析。

2 結果與分析

2.1 離區(qū)形態(tài)特征觀察

將兩份種質的離區(qū)從形態(tài)特征進行比較（圖1），觀察到在種子脫落前離區(qū)就已形成（圖1A）。低落粒種質小穗柄和種柄處的離區(qū)形態(tài)上存在明顯的差異，小穗柄離區(qū)內陷緩慢。而種柄離區(qū)內陷時間早，到成熟后期離區(qū)十分明顯。低落粒種質的小穗柄部位和種柄部位的離區(qū)在孕穗期時均不明顯，發(fā)育前期離區(qū)顏色較淺，隨著種子的發(fā)育離區(qū)逐漸開始變化，到成熟期時離區(qū)處的顏色加深，離區(qū)逐漸內陷，但內陷程度較小。而高落粒種質在孕穗期時就可觀察到明顯的離區(qū)，且離區(qū)已有內陷，隨著種子的發(fā)育離區(qū)內陷越明顯，到乳熟后第22天時，能清晰觀察到小穗柄部位和種柄部位的離區(qū)顏色加深且內陷十分明顯。

圖1 兩份種質小穗柄與種柄部位離區(qū)形態(tài)特征Fig.1 Mor phological characteristics of spikelet stalk and seedstalk of two germplasms

觀察兩份種質種子脫落后的離區(qū)斷裂面（圖1B），發(fā)現離區(qū)部位均存在環(huán)狀結構。且兩份材料斷裂面存在差異，低落粒種質的斷裂面環(huán)狀結構顏色較淺，而高落粒材料的斷裂面環(huán)狀結構顏色深。觀察小穗柄和種柄斷裂面發(fā)現，小穗柄斷裂面顏色較深。

2.2 與落粒相關水解酶活性分析

2.2.1兩份種質水解酶活性差異 兩份種質的多聚半乳糖醛酸酶活性存在極顯著差異（P＜0.01），在種子成熟過程中，高落粒種質始終高于低落粒種質（表2），且各時期變化均不同。乳熟后第10天之前高落粒始終呈升高趨勢，而低落粒略有波動。乳熟后第10天時兩份種質差異最大，分別為17.21和3.09 mg·h-1·g-1。隨后兩份材料均處于升高-降低-升高的趨勢，且在乳熟后第19～22天迅速升高并達到最高，分別為20.03和18.51 mg·h-1·g-1。采用獨立樣本t檢驗比較各時期兩份種質的酶活性，結果表明乳熟后第4、10、13、16、19天存在極顯著差異（P＜0.01）。

表2 兩份種質成熟過程中的酶活性變化Table 2 Changes of enzyme activity during ripening of two germplasms

纖維素酶活性在兩份種質間同樣存在極顯著差異（P＜0.01），除乳熟后第16天外，高落粒種質始終高于低落粒。兩份種質在乳熟后第13天前均呈升高趨勢，隨后不斷變化，且在乳熟后第13天酶活性最高，分別為838.05和664.22μg·min-1·g-1。高落粒種質在乳熟后第13天為838.05μg·min-1·g-1，到乳熟后第16天時降到540.34 μg·min-1·g-1，隨后在乳熟后第19天時升高到717.95μg·min-1·g-1，之后變化不大。而低落粒種質在乳熟第13天后呈降低-升高-降低的趨勢，但變化不大。綜合而言，高落粒種質高于低落粒種質。乳熟后第1、16、19、22天兩份種質間差異顯著（P＜0.05），乳熟后第4及13天差異極顯著（P＜0.01），其余時期差異不顯著（P＞0.05）。

2.2.2兩種脫落類型水解酶活性差異 小穗柄脫落和種柄脫落是種子落粒的兩種類型，分析表明，這兩種脫落類型在生理上存在較大差異（表3）。多聚半乳糖醛酸酶活性在小穗柄脫落和種柄脫落間存在極顯著差異（P＜0.01），除乳熟后第16天外，其余時間種柄高于小穗柄。種柄在乳熟后第13天前呈升高趨勢，隨后先降低后升高，到乳熟后第22天時達到最高（21.90 mg·h-1·g-1）。小穗柄在乳熟后第7天前處于升高趨勢，隨后不斷波動，到乳熟后第22天時達到最高（16.64 mg·h-1·g-1）。，乳熟后第10天兩種脫落類型酶活性間差異顯著（P＜0.05），乳熟后第13和22天差異極顯著（P＜0.01），其余時期差異不顯著（P＞0.05）。

表3 兩種脫落類型酶活性差異Table 3 Changes of enzyme activity dur ing r ipening of two shatter ing types

纖維素酶活性在兩種脫落類型間同樣存在極顯著差異（P＜0.01），種柄高于小穗柄。種柄處在乳熟后第13天前迅速升高并達到最大，為974.56μg·min-1·g-1，隨后呈降低-升高-降低的趨勢。小穗柄部位的酶活性在乳熟后第7天迅速升高，乳熟后第7天至第13天較高，平均達到524.43μg·min-1·g-1。乳熟13 d后波動較小。乳熟后第4、13、16、19和22天兩種脫落類型的酶活性差異極顯著（P＜0.01），乳熟后第10天差異顯著（P＜0.05）。

綜合來說，在種子落粒的關鍵時期種柄脫落酶活性高于小穗柄，即種柄脫落在種子落粒中占主導地位。

2.3 兩份種質動態(tài)落粒率比較

于2020年將兩份種質的動態(tài)落粒率進行比較（圖2），在乳熟后第1～22天均呈逐漸升高的趨勢，且各時期差異極顯著（P＜0.01）。低落粒種質乳熟后第1天落粒率僅為2.43%，隨后呈逐漸增加的趨勢，到乳熟后第22天時增加到38.08%。而高落粒種質乳熟后第1天的落粒率為13.53%，在乳熟第16天后迅速升高，到乳熟后第22天時，增加到65.77%。高落粒種質的落粒率在各時期均高于低落粒，差異極顯著（P＜0.001）。

圖2 兩份資源動態(tài)落粒率比較Fig.2 Comparison of dynamic shattering rateof two germplasms

2.4 兩份種質成熟過程中生長生理特性差異

2.4.1兩份種質含水量動態(tài)變化及與落粒率的關系 隨著老芒麥種子的成熟，含水量在乳熟后第1～22天下降極顯著（P＜0.01）。乳熟后第1天低落粒和高落粒種質的種子含水量分別為55.34%和57.39%，隨后逐漸下降，到乳熟后第19天時迅速下降，到乳熟后第22天時分別下降到19.69%和27.64%（圖3）。穗含水量與種子含水量相似，成熟過程中不斷下降，低落粒和高落粒種質分別從56.79%和60.40%下降到31.08%和39.38%。乳熟后第10和22天兩份種質種子含水量差異極顯著（P＜0.01），乳熟后第13天差異顯著（P＜0.05），其余時期差異不顯著（P＞0.05）。兩份種質的穗含水量在乳熟后第4天差異顯著（P＜0.05），其余時期差異不顯著（P＞0.05）。

圖3 兩份種質成熟過程中含水量變化Fig.3 Changes in water content during the matur ation of the two germplasms

根據含水量與落粒率的分析可知（圖4），在種子成熟過程中含水量不斷下降，落粒率不斷升高。落粒率的變化趨勢與含水量的變化趨勢完全相反，在乳熟后第16天前落粒率與含水量達到一個交點，說明種子的落粒率與含水量存在一定的關系。

圖4 老芒麥成熟過程中含水量與落粒率變化Fig.4 Changes of water content and shattering rate（SR）of E.sibiricus during ripening

2.4.2兩份種質成熟過程中標準發(fā)芽率的差異老芒麥種子在成熟過程中，標準發(fā)芽率呈逐漸上升的趨勢（表4）。兩份種質間差異顯著（P＜0.05），高落粒種質乳熟后第1天的發(fā)芽率最低，為64.67%，乳熟后第19天發(fā)芽率達到90.00%，與乳熟后第22天（93.33%）無顯著差異。低落粒種質的標準發(fā)芽率在乳熟后第1天為68.67%，到乳熟后第13天發(fā)芽率已達91.67%。發(fā)芽率最高的時期為乳熟后第16天，為95.67%。乳熟后第19和22天雖小于乳熟后第16天，但仍處于較高水平。低落粒種質的發(fā)芽率比高落粒種質高，且乳熟后第4、10、13和16天呈極顯著差異（P＜0.01），第19天呈顯著差異（P＜0.05）。

2.4.3兩份種質電導率的變化 電導率是衡量種子活力的一個重要指標，在老芒麥種子成熟過程中浸出液電導率大致呈由高到低的變化趨勢（圖5），且各時期差異顯著（P＜0.01）。高落粒種質最高值在乳熟后第1天，為60.44μs·cm-1，隨后不斷下降，到乳熟后第22天時下降到36.17μs·cm-1。低落粒種質最高值出現在乳熟后第4天，達到76.19μs·cm-1，隨后也呈下降趨勢，到乳熟后第22天時為31.77μs·cm-1。各時期兩份種質的電導率值不同，除乳熟后第1天外，其余時期低落粒種質較高。除乳熟后第19天外，其余時期兩份種質的浸出液電導率均呈顯著（P＜0.05）或極顯著（P＜0.01）差異。

圖5 老芒麥成熟過程中電導率變化Fig.5 Changesof conductivity rateof E.sibiricus during ripening

2.4.4兩份種質可溶性糖及淀粉含量的變化 老芒麥種子在成熟過程中可溶性糖含量不斷下降（圖6），且各時期差異極顯著（P＜0.01）。高落粒種質的可溶性糖含量在乳熟后第1天為49.41%，到乳熟后第4天下降為30.22%，到乳熟后第7天略有上升，之后逐漸下降，到乳熟后第22天下降到17.01%。低落粒種質種子成熟過程中可溶性糖含量在乳熟后第1～10天呈下降趨勢，到乳熟后第13天略有上升。從乳熟后第16天開始，趨于穩(wěn)定，到乳熟后第22天時為13.56%。乳熟前期低落粒種質的可溶性糖含量較高，成熟后期高落粒種質高。乳熟后第4及19天兩份種質差異顯著（P＜0.05），乳熟后第10及22天兩份種質差異極顯著（P＜0.01），其余時期差異不顯著（P＞0.05）。

圖6 老芒麥成熟過程中可溶性糖及淀粉含量的變化Fig.6 Changes of soluble sugar and starch content of E.sibiricus during ripening

種子成熟過程中淀粉含量與可溶性糖含量的變化趨勢相反，隨著種子的成熟逐漸升高，各時期差異極顯著（P＜0.01）。高落粒種質從乳熟后第1天的8.05%上升到乳熟后第22天的20.81%，低落粒種質從乳熟后第1天的11.44%上升到乳熟后第22天的25.02%，到乳熟后第19天時趨于穩(wěn)定。各時期低落粒種質的淀粉含量較高，乳熟后第1和4天兩份種質差異顯著（P＜0.05），乳熟后第16（P＜0.001）和19天（P＜0.01）兩份種質差異極顯著，其余時期差異不顯著（P＞0.05）。

2.5 落粒率及各生長生理指標間相關性分析

為了明確以上生理指標與落粒率及各指標間的關系，遂進行相關性分析（圖7），種子落粒率與各指標間均存在相關性，與酶活性、發(fā)芽率和淀粉含量呈顯著（P＜0.05）或極顯著（P＜0.01）正相關。表明隨著酶活性的升高，落粒性增強，淀粉含量逐漸增加，且發(fā)芽率越高。落粒率與含水量、電導率和可溶性糖含量呈極顯著（P＜0.01）負相關。可見隨著含水量、電導率及可溶性糖含量的降低，落粒率逐漸增加。

圖7 各指標間相關性分析Fig.7 Corr elation analysis of each index

種子含水量與穗含水量呈極顯著正相關（P＜0.01），含水量與多聚半乳糖醛酸酶活性、纖維素酶活性、發(fā)芽率及淀粉含量均存在極顯著（P＜0.01）負相關，與電導率及可溶性糖含量存在顯著（P＜0.05）或極顯著（P＜0.01）正相關。

發(fā)芽率與電導率、可溶性糖含量呈顯著（P＜0.05）與極顯著（P＜0.01）負相關，與淀粉含量呈極顯著（P＜0.01）正相關。電導率與淀粉含量呈極顯著（P＜0.01）負相關，可溶性糖含量與淀粉含量呈極顯著（P＜0.01）負相關。

2.6 最適收獲期的確定

老芒麥離區(qū)酶活性在成熟后期較高，高落粒種質的落粒率在乳熟后第16天時迅速增加，并且該時期種子含水量和穗含水量迅速降低，落粒率與含水量達到一個交點。對各時期種子的發(fā)芽率、電導率、可溶性糖及淀粉含量測定發(fā)現，乳熟后第16～19天時，老芒麥已具有較高的發(fā)芽率，電導率的變化也逐漸平穩(wěn)，加之該時期可溶性糖與淀粉含量趨于穩(wěn)定，種子已具有較高的活力和品質。因此，在青藏高原種植老芒麥時，為了減少因落粒造成的產量損失，可以選擇乳熟后第16天為種子最佳收獲期。

針對此類業(yè)務，無論是采用一般計稅還是簡易計稅，納稅人都可以自行選擇是否采用差額計稅方法 （也就說可以采取通常采取的進項稅額抵扣制）。

3 討論

3.1 老芒麥落粒與離區(qū)的關系

禾本科植物種子的脫落通常受離區(qū)降解和分化的影響，離區(qū)通常是有別于周圍薄壁細胞且在種子脫落前就已形成的結構［23］。關于離區(qū)形成與降解的研究在許多植物中均有報道，乳熟期到蠟熟期在蕎麥（Fagopyrum esculentum）花柄上均能觀察到環(huán)狀離區(qū)結構［24］。水稻在抽穗前離區(qū)就已形成，成熟后開始降解［25］。也有研究發(fā)現多年生黑麥草（Lolium perenne）在抽穗期已形成種子離區(qū)。因此，離區(qū)是探究種子落粒特性的關鍵，它的形成與降解決定了種子的落粒。由于老芒麥栽培年限短、野生性強，且各資源落粒率存在較大的遺傳變異，為老芒麥落粒性的研究提供了豐富的材料。因此本研究選用兩份落粒率差異較大的材料進行了離區(qū)形態(tài)觀察，發(fā)現兩份材料的離區(qū)分化存在一定的差異，高落粒材料在孕穗期就能明顯觀察到離區(qū)結構，且成熟后離區(qū)內陷程度大，而低落粒材料在抽穗期能明顯觀察到離區(qū)且成熟后離區(qū)內陷程度小。這與趙旭紅［3］對老芒麥花?；蚍f果柄離區(qū)結構的觀察結果相似。且顯微鏡觀察發(fā)現離區(qū)斷裂面存在環(huán)狀結構，高落粒材料的離區(qū)顏色深，這可能是因為離區(qū)部位有木質素等物質的存在，因此今后可運用石蠟切片等技術深入探究離區(qū)部位內含物的存在與否。

3.2 兩種脫落類型的差異

禾本科植物的落粒分為兩種，即種柄脫落和小穗柄脫落。因此在整個花序上存在兩個離區(qū)。小穗柄離區(qū)位于穎片基部的小穗軸上，種柄離區(qū)位于小花梗基部與小穗柄連接處［23，26］。本研究對兩份材料的種柄和小穗柄進行顯微鏡觀察，發(fā)現兩個部位均有明顯的離區(qū)存在，但兩種離區(qū)的發(fā)育存在明顯差異，小穗柄離區(qū)內陷緩慢，而種柄離區(qū)發(fā)育早，尤其是高落粒材料在孕穗期就能明顯觀察到種柄離區(qū)內陷。對種柄離區(qū)和小穗柄離區(qū)的酶活性測定表明，種柄部位的酶活性高于小穗柄，這種差異是造成老芒麥種子脫落遠高于小穗脫落的主要原因。

3.3 生理特性對老芒麥落粒性的影響

落粒關鍵期水解酶的活性是影響老芒麥落粒的關鍵因素，其中較為關鍵的是多聚半乳糖醛酸酶和纖維素酶［2］。多聚半乳糖醛酸酶主要是降解細胞壁的果膠成分，纖維素酶主要通過降解細胞中的纖維素成分來發(fā)揮作用［27］。眾多研究表明，這兩種酶在植物離區(qū)的降解中起作用［11-12，28］。落粒關鍵期纖維素酶活性升高，進而降解離區(qū)初生壁，纖維素微纖絲重排，初生壁上的小孔增大，這為多聚半乳糖醛酸酶降解果膠提供了通道，繼而造成了植物器官的脫落［6］。因此，在降解離區(qū)造成種子脫落的過程中需要兩種酶的共同作用。對老芒麥離區(qū)酶活性的測定發(fā)現，高落粒材料的酶活性遠高于低落粒材料，且在不同時期酶活性存在差異［29］。本研究對兩份材料的水解酶活性進行了測定，結果與以上研究相似，高落粒材料的酶活性高于低落粒材料，并且發(fā)現酶活性在不同時期存在差異，多聚半乳糖醛酸酶在成熟后期活性較高，纖維素酶從乳熟第13天開始酶活性始終較高。表明在種子落粒過程中纖維素酶比多聚半乳糖醛酸酶更早發(fā)揮降解作用，在落粒高發(fā)期兩種酶共同作用，造成了種子的落粒。

在牧草種子的發(fā)育過程中種子含水量及干物質的變化在一定程度上影響著自然脫落的程度，隨著種子的成熟，其干重不斷增加，含水量逐漸下降，加劇了種子的落粒狀況［15，23］。垂穗披堿草（Elymus nutans）在盛花期后隨時間的逐漸增加，含水量逐漸降低，種子的成熟干物質逐漸增加，導致了自然落粒的加重［15］。本研究對兩份材料的種子含水量、穗含水量、可溶性糖及淀粉含量的測定發(fā)現，隨著種子的不斷成熟，含水量和可溶性糖含量不斷下降，淀粉含量不斷增加，到乳熟16 d后含水量急劇下降，同時落粒率迅速增加。相關性分析表明落粒率與水解酶活性、淀粉含量呈正相關，與含水量和可溶性糖含量呈負相關，表明老芒麥的落粒率一定程度上受生理物質的調控。

4 結論