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阳春砂(Amomum villosum Lour.)属姜科豆蔻属多年生常绿草本植物,入药部位为干燥成熟果实,具有化湿开胃、温脾止泻、理气安胎等药用功效,是中医临床常用中药。由于阳春砂存在严重的落果现象,极大地影响了春砂仁的产量,抑制了农民种植的积极性。如果能在生产上采取有效措施减少落果,将能在一定程度上增加春砂仁产量,从而促进砂仁产业的发展。本文针对各阶段阳春砂果实特征及其落果现象进行了研究,获得了阳春砂果实生长发育规律及落果规律,并对其落果机制进行了初步研究,为生产上制定有效保果措施奠定了理论基础。研究结果如下:(1)研究了阳春砂果实生长发育规律。阳春砂果实横径变化呈现慢—快—慢—稳定的规律,而纵径变化呈现快—慢—稳定的规律。授粉当天至授粉后第24天是阳春砂果实体积膨大的高峰期,果实从近圆柱形逐渐发育成近球形。授粉后第7天左右可明显观察到果刺,且在授粉后第27天达到最长,果皮厚度在授粉后第24天左右增到最大,但果刺长度及果皮厚度在后期均有所降低。阳春砂果实重量增长曲线呈S型,授粉后第12天到第24天是果实重量增长的高峰期。种子团在授粉后第18天左右形成,在这之前,种子分散,未聚成团。种子团重量在前期增长较快,之后趋于稳定。种子团与果实鲜重比随着果实的发育而缓慢增加。授粉后第12天至第30天,是种子快速膨大的阶段。果实内种子从灯泡形逐渐发育成不规则的多面体,颜色从透明黄色逐渐变为棕褐色。在授粉后第15天左右,假种皮将种子完全包围,且在授粉后第18天左右,种子表面布满凹凸不平的纹路,而之前是光滑的。第75天百果干重与种子千粒重分别为44.73 g、11.88 g,第90天百果干重与种子千粒重分别为48.59 g、13.18 g,显著大于第75天。但两个阶段的百果鲜重、种子挥发油含量及乙酸龙脑酯含量没有差异,百果鲜重为235.57 g和248.68 g,挥发油含量为2.93%和3.02%,乙酸龙脑酯含量为0.79%和0.82%。由此可知,在阳春砂果实生长发育后期,挥发油含量和乙酸龙脑酯含量已趋近稳定,但适当延后采收期,可在一定程度上增加干果产量。(2)研究了阳春砂落果规律。阳春砂果实脱落部位位于果实与果柄连接处。通过显微结构观察,离层细胞形态稍扁长且比邻近细胞小。授粉后第9天开始出现落果,第12天至15天出现落果高峰,第18天后落果趋缓,之后至第90天收获期,只见少量的落果。授粉后第9天至第15天是阳春砂落果的高峰期,此时也正是果实快速生长阶段。2014年与2015年的最终落果率分别为64.72%、73.61%。(3)研究了阳春砂生理落果机制。阳春砂第12、15、18天正常果内可溶性糖含量分别为0.55%、0.97%和1.81%,第12、15天脱落果内可溶性糖含量分别为0.46%、0.78%。正常果可溶性糖含量高于同阶段的脱落果,说明具有较强的营养竞争能力,从而保证果实生长发育的营养需求。第12天脱落果中纤维素酶与多聚半乳糖醛酸酶活性分别是同阶段正常果的2.87倍与2.24倍,第15天脱落果中纤维素酶与多聚半乳糖醛酸酶活性分别是同阶段正常果的1.68倍与1.08倍。由此说明,水解酶活性大小与阳春砂的脱落具有高度相关性。正常果与脱落果中微量元素硼、锌、锰、铁、钼含量差异不大,但是脱落果中钙含量高出正常果32%。因此推测,Ca2+浓度的增加,激活了Ca2+-CaM信号系统,诱导乙烯产生,使得水解酶活性升高,导致了脱落发生。免疫组化结果显示,正常果果柄整体IAA含量与脱落果柄无明显差异,但GA3与ABA含量均显著高于脱落果果柄,而在靠近果实端的部位,脱落果果柄IAA含量显著高于正常果果柄。根据以上结果推测,低水平的GA3含量可能引发了落果,且果柄中GA3与ABA的相对平衡保证了其正常发育,而在脱落启动后,IAA集中分布在脱落部位,可加快脱落进程。