沟叶结缕草(Zoysia matrella [L.] Merr.)又名马尼拉,是禾本科(Gramineae)结缕草属的多年生草本植物。因其植株低矮、叶片细绿、绿期较长、抗逆性强等特点,成为一种优良的暖季型草坪草,被广泛应用于我国南方大部分地区。沟叶结缕草常被应用于高尔夫球场、田径场和公园绿化带等场地,因此人们对沟叶结缕草观赏性状及抗逆性的要求也逐渐提高。但沟叶结缕草在自然界中是通过匍匐茎无性繁殖,无法用杂交育种等传统的方法对其进行改良,因此体细胞无性系变异等生物技术在其抗逆性研究等方面有重要意义。铜是一种自然界广泛存在的污染物,主要来源于农业和工业活动,如色素、矿物、冶炼和电镀等。铜不仅是植物生长的一种必需元素,而且是一些酶的构成成分。然而,铜和其它有毒重金属一样,当超过适宜生长范围时,会对植物造成毒害。铜毒害的一个重要特征是引起植物体内的抗氧化反应。为适应或克服铜胁迫,沟叶结缕草细胞内的抗氧化酶保护系统激活,一种或几种酶的活性会升高,来消除或降低胁迫的危害作用。本实验以继代了9年的沟叶结缕草胚性愈伤组织为材料,研究不同铜浓度对沟叶结缕草愈伤组织及再生植株根和叶生理特性的影响。继代培养中铜浓度分别为0.1μM (MS基本培养基中铜的浓度)、1.0μM、10.0μM、50.0μM、100.0μM、200.0μM、300.0μM、500.0μM、31000.0μM,再生培养基中的铜浓度分别为0.11.0μM、10.0μM、50.0μM、100.0μM、200.0μM、300.0μM、500.0μM。此外还比较了长期处理(12周)及短期处理(10天)对愈伤组织生理特性的影响。同时,对愈伤组织进行了耐铜筛选,获得了少量耐铜植株。主要研究结果如下：1.经含不同铜浓度的继代培养基长期处理后,愈伤组织平均直径及鲜重增长率在10.0μM时达到了最大值。10.0μM浓度下,愈伤组织的平均直径是500.0μM时的2倍。因此在继代培养时,MS中的铜浓度并非沟叶结缕草愈伤组织继代生长的最适浓度。适当提高MS培养基中铜浓度有利于沟叶结缕草愈伤组织的继代生长。铜对愈伤组织继代生长的致死浓度大致在500.0μM左右。2.愈伤组织在不同浓度下再生三个周期(24周)后,生长呈迅速增长趋势,以0.1州作为对照组,在加入一定浓度的铜溶液后,愈伤组织再生率呈增长趋势,在10.0μM时达到最大值。因此MS中的铜浓度也不是沟叶结缕草愈伤组织再生的最适浓度。铜对愈伤组织再生的致死浓度大致在50.0-100.0μM。3.随着培养基中铜浓度的增加,沟叶结缕草愈伤组织、再生植株叶片及根中的铜含量均上升。本实验发现,愈伤组织耐铜胁迫强于再生植株,并且愈伤组织中铜积累变化量与再生植株叶片及根中的铜积累变化量趋势一致,表明有可能通过筛选在较高铜浓度胁迫下能正常生长的愈伤组织,然后在不含高浓度铜的再生培养基中分化成植株的途径来筛选沟叶结缕草耐铜植株。4.短期铜胁迫下,愈伤组织中SOD、POD和APX的活性都会持续增加,CAT表现出先增加后降低的趋势。而在长期铜胁迫下,所有愈伤组织的CAT、SOD、POD和APX这4中抗氧化物酶在10.0μM时,均低于对照组。4种酶的活性在10.0μM后均有上升的趋势,在200.0μM高浓度铜胁迫下,4种酶的活性又呈下降趋势。5.在铜胁迫下,沟叶结缕草出现脂质氧化反应,短期处理及再生植株的根中MDA含量会随着铜含量的升高而升高,但长期处理中MDA含量在10.0μMM时低于对照及其它处理组。再生植株叶中MDA含量在各浓度间并没有显著性差异。根中MDA的含量远远小于叶中MDA的含量。6.在耐铜性沟叶结缕草的筛选试验中证明,沟叶结缕草对铜的抗性确实存在于愈伤组织中。在愈伤组织继代培养或再生的过程中,在培养基中加入一定量的铜溶液,能提高沟叶结缕草愈伤组织对铜的抗性。而抗性的提高程度与铜溶液在愈伤组织继代时期加入还是在再生时期加入也有很大关系。本研究发现,在愈伤组织继代培养期加入铜溶液,经含高浓度铜的培养基继代培养后,再接种在含高浓度铜的再生培养基上,愈伤组织对铜的抗性增强,再生率也会随之升高。