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外源物质是目前提高植株抗Cu2+生理最有效、经济、实用、可行的方法之一。Ca2+在植物逆境方面有显著的作用,在盐胁迫、低温胁迫等研究中表明其显著提高植物抗逆性,且与添加的外源Ca2+浓度密切相关。但是花椰菜Cu2+胁迫下Ca2+发挥明显缓解作用的浓度及Ca2+与花椰菜耐Cu2+性的关系尚不清楚。因此,本论文以‘农美85天’花椰菜为材料,采用水培法研究了花椰菜幼苗对不同Cu2+浓度(0、5、10、15、20mg/L)的生理响应,并在此基础上研究了 Ca2+(0、5、10、20、40mmol/L)对Cu2+造成的毒害的缓解或恢复作用的浓度效应,筛选最适Ca2+浓度;研究了筛选出的最适浓度Ca2+和两种不同钙效应剂EGTA、LaCl3对Cu2+胁迫花椰菜生长及生理特性的影响,从促进和抑制Ca2+-CaM两个方面探讨和验证Ca2+对花椰菜Cu2+胁迫的作用机理,提出缓解Cu2+胁迫、适应逆境以及提高花椰菜抗Cu2+性的有效方法,为生产上花椰菜Cu2+污染的治理提供理论依据。试验结果如下:1、花椰菜幼苗对Cu2+胁迫的生理响应随着Cu2+浓度的增大,花椰菜幼苗各项指标受到不同程度的抑制,Cu2+≦10mg/L对花椰菜的生长影响不大;Cu2+≧ 15mg/L抑制花椰菜的生长、根系和地上部干物质积累、根的伸长及叶绿素含量,使Pro、可溶性糖、可溶性蛋白积累量增加,MDA含量增加、细胞相对膜透性增大,SOD、POD、CAT活性发生变化;根系的各项指标也表现出相同变化趋势。对同一指标而言,根系对Cu2+更敏感,低浓度Cu2+就能够对花椰菜根系产生毒害作用。结果表明,当Cu2+浓度达到或超过15mg/L会对花椰菜叶片和根系造成明显的毒害。2、不同浓度Ca2+对Cu2+胁迫下花椰菜幼苗生长、叶绿素含量的影响Cu2+胁迫抑制花椰菜的生长,营养液添加10mmol/L Ca2+后,能明显促进花椰菜地上部和根系的生长,使地上部和根系的鲜重、干重增加;Cu2+胁迫下花椰菜幼苗叶绿素含量显著降低,添加不同浓度的外源Ca2+处理对花椰菜Cu2+胁迫引起的叶绿素含量影响不大。表明适宜浓度外源Ca2+可以缓解Cu2+胁迫对花椰菜植株的伤害,但对Cu2+胁迫引起的叶绿素含量降低的恢复作用较小。3、不同浓度Ca2+处理Cu2+胁迫下花椰菜幼苗的渗透调节物质的变化影响Cu2+胁迫下花椰菜幼苗根系和叶片中可溶性糖、可溶性蛋白、Pro有不同程度的增加,营养液添加10mmol/LCa2+后,能进一步提高花椰菜叶片和根系中可溶性糖、可溶性蛋白、Pro的含量。表明Ca2+促进花椰菜抗Cu2+过程中渗透调节物质的合成,降低渗透势维持膨压,以达到缓解Cu2+胁迫的作用。4、不同浓度Ca2+处理对Cu2+胁迫花椰菜幼苗活性氧代谢影响10mmol/L Ca2+处理能明显减少花椰菜叶片和根系的膜伤害率及膜脂过氧化产物MDA的含量;Ca2+参与花椰菜Cu2+胁迫下活性氧的产生与清除,10mmol/L Ca2+处理能明显减缓Cu2+胁迫引起的O2-产生速率增大、H2O2含量升高,减少活性氧的积累以及其对膜系的伤害从而达到缓解Cu2+毒的作用;适宜浓度Ca2+可以一定程度提高保护酶POD、SOD和CAT的活性。高浓度Ca2+对于Cu2+毒引起的酶活性下降、膜伤害及MDA积累的缓解作用不显著,且当浓度达到40mmol/L反而加剧对植株的伤害。Ca2+参与调节花椰菜抗Cu2+中的活性氧代谢和保护酶活性等生理生化变化以适应Cu2+胁迫环境。5、Ca2+和Ca2+抑制剂对Cu2+胁迫花椰菜生长、活性氧代谢、保护酶活性变化的影响与添加10mmol/L Ca2+处理相比,采用Cu2++EGTA和Cu2++LaCl3处理使花椰菜幼苗的生长明显受到抑制,表现为地上部生长变缓,根系生长变弱,保护酶活性降低,渗透调节物质含量减少,H2O2和MDA含量增加;且EGTA对植物Cu2+毒害下花椰菜幼苗生理的抑制作用大于LaCl3。说明添加外源Ca2+通过促进或激发Ca2+-CaM信号系统而达到缓解花椰菜Cu2+胁迫的作用,EGTA和LaCl3通过抑制Ca2+-CaM信号系统消除了 Ca2+的缓解作用,证实花椰菜Cu2+胁迫的缓解作用确实是由适宜浓度的外源Ca2+引起的。