随着工业化的快速发展，造成了局部大面积的土地受到重金属的污染，严重影响了植物的生长发育和人类的生存环境，导致粮食及经济植物产量和品质下降。红花（Carthamus tinctorius L.）是我国广泛栽培的药用植物，其种子和花具有重要的药用和食用价值。本文以河南道地药材卫红花为实验材料，通过水培和盆栽实验，对红花在不同浓度铜、铅胁迫下的种子萌发、植株的生长发育及植株体内谷胱甘肽含量和谷胱甘肽合成酶Ⅱ基因的表达进行了研究，为红花无公害栽培技术体系的建立提供理论依据，同时也为植物对重金属胁迫的反应机制研究提供参考资料。研究结果如下：1通过水培实验，对Cu、Pb以及Cu与Pb复合胁迫对红花种子萌发的影响进行了研究。结果表明，在低浓度Cu（5mg/L）的胁迫下，红花种子发芽率得到提高。低浓度Pb（5mg/L）的胁迫下，对红花种子发芽率无显著影响。而低浓度的Cu与Pb复合胁迫对种子发芽率没有显著影响，随着二者浓度的增加，种子的发芽逐渐受到抑制，且表现出Cu与Pb复合胁迫对红花种子萌发的影响大于单一Cu、Pb的胁迫的趋势。2通过盆栽实验，对Cu、Pb以及Cu与Pb复合胁迫对红花生长发育的影响进行了研究。结果表明，在幼苗期，随着Cu和Pb浓度的增加，红花株高、根长、侧根数都表现出降低趋势，但是和对照相比其差异未达到显著水平，但是在分枝期和开花期时达到了显著水平。而随着两种重金属复合胁迫下的浓度增加，红花的株高、根长、侧根数显著减少，说明复合胁迫对于红花的生长发育具有更明显的抑制作用。3通过盆栽实验，对Cu、Pb以及Cu与Pb复合胁迫对红花中GSH含量进行了研究。结果表明，当Cu浓度小于50mg/kg时，在幼苗期和分枝期中叶中GSH含量升高，而开花期的叶花和这三个时期的根中GSH含量降低了。当Cu浓度大于100mg/kg时，随着Cu浓度的增加，根叶花中的GSH含量和对照相比显著降低。随着Pb浓度的增加，根叶花中GSH含量都降低了，当浓度大于300mg/kg时，GSH含量和对照的差异达到显著水平。在重金属Cu、Pb复合胁迫下，随着浓度的增加，根叶花中GSH含量相对于单一重金属胁迫其降低趋势更为明显，说明这两种重金属复合胁迫对于红花GSH合成抑制具有协同作用。4为了分析两种重金属胁迫对GSH含量的影响是否和红花中gshⅡ基因的表达有关，本研究采用RACE方法克隆了红花gshⅡ基因全长cDNA序列并对不同时期和不同浓度重金属胁迫下的gshⅡ基因表达进行了分析。结果表明，红花中谷胱甘肽合成酶Ⅱ的基因（gshⅡ）基因全长1521bp，其中开放阅读框有1263bp，编码420个氨基酸，分子量为47.5kDa，属于亲水性蛋白。该基因所编码的其氨基酸序列和百日草(Zinniaelegans，BAD27391.1)的相似性达到83%。该氨基酸序列共有19个磷酸化位点，其中丝氨酸（Ser）位点最多，为13个。其二级结构中α-螺旋为49.76%；β-折叠为14.05%；无规则卷曲为30.71%，β-转角为5.48%。通过对两种重金属胁迫下红花不同时期叶片中该基因的表达分析说明，在幼苗期，随着浓度的增加Cu、Pb以及二者复合胁迫对红花叶片中的gshⅡ基因表达影响不显著。在分枝期，Cu和Pb的单独胁迫下，随着重金属浓度的增加gshⅡ基因的表达量也没发生明显的变化，而在二者复合胁迫下该基因的表达明显被抑制。在开花期，两种重金属的胁迫对gshⅡ基因的表达影响表现出明显的不同，随着Cu浓度的增加，基因的表达量没有发生显著的变化，而随着Pb和复合胁迫浓度的增加，gshⅡ基因的表达被明显的抑制，这种表达趋势和红花中GSH含量的变化趋势基本一致，也进一步证明了该基因是谷胱甘肽合成代谢中的限速酶。比较同一金属的不同时期下gshⅡ基因表达结果发现，相对于Cu和Pb单一胁迫来说，二者混合胁迫下对gshⅡ基因的表达具有显著的抑制作用；gshⅡ基因在开花期对Cu和Pb胁迫的反应不同可能和Cu是植物体内必须元素而Pb不是有关。综上所述，随着浓度的增加，Cu和Pb胁迫会对红花的生长发育产生较为显著的影响，作为红花体内对抗重金属胁迫的重要物质谷胱甘肽的合成也受到明显的抑制，这种抑制可能是由于红花中谷胱甘肽合成代谢的关键基因gshⅡ的表达被抑制所引起的。