Ca是植物许多重要生理过程的调控者,是细胞内信息传递物质,被称为“第二信使”。有研究者对钙在植物花发育过程中的作用展开了研究,认为钙信使系统在植物的成花诱导、花芽分化及开花调控中都起着非常重要的作用,但目前关于Ca2+和CaM是否参与花芽分化还存在争议；乙烯能诱导菠萝等凤梨科植物开花,但乙烯的催花机理还不是很明确,内源乙烯激活营养分生组织向花原基分化的途径尚不清楚。在这样的研究背景下,本研究以紫花擎天凤梨为试材,在乙烯催花的基础上,使用Ca2+载体A23187,钙离子专一性螯合剂EGTA.钙调素(CaM)拮抗剂W-7和TFP进行处理,采用石蜡切片方法观察各处理顶端分生组织形态学特征；同时采用酶联免疫法测定不同处理的样品中的生长素(IAA)、赤霉酸(GA3)、玉米素(ZR)和脱落酸(ABA)及CaM的含量；利用原子吸收法测定Ca含量；利用同源克隆得到CaM基因,结合Northern印迹杂交和半定量RT-PCR检测分析不同时期CaM基因表达量的变化。通过分析对比在花芽分化前后Ca和CaM以及与之相伴随的内源激素的动态变化,探讨Ca2+-CaM是否参与了乙烯诱导的花芽分化过程及其作用的机理。主要研究结果如下：(1)通过对顶端分生组织形态学变化特征观察,发现乙烯处理紫花擎天凤梨,在1-8d为花芽孕育期,在第9d后茎尖下部明显伸长,花芽发端；14d后花原基开始分化；30d后初步形成花芽。用Ca2+载体A23187处理使紫花擎天凤梨花芽分化提前,分化时间缩短；Ca2+专一性螯合剂EGTA、钙调素(CaM)拮抗剂W-7和TFP处理均可延缓或抑制乙烯诱导的花芽分化。说明Ca2+和CaM可能参与了乙烯诱导的花芽分化过程,调节了花芽分化进程。(2)本试验研究发现内源激素水平与花芽分化进程密切相关。所有处理,在花芽生理分化阶段ZR、IAA含量逐渐增加,在花芽形态分化阶段ZR、IAA含量较高。紫花擎天凤梨花芽生理分化阶段ABA含量较低,而花芽形态分化期ABA含量较高；GA3在紫花擎天凤梨花芽孕育期处于低水平,在花芽发端期出现波峰,进入花芽形态分化期GA3含量开始下降；ZR+ABA／GA3、ZR+IAA／GA3的平衡关系及其变化动态,在乙烯诱导紫花擎天凤梨花芽分化过程中起着重要的调控作用。Ca2+载体A23187、Ca2+专一性螯合剂EGTA、钙调素(CaM)拮抗剂W-7和TFP处理均显著影响乙烯诱导的花芽分化过程中激素含量的峰值,及其出现的时间。推测Ca2+-CaM信号系统可能是通过调节植物内源激素水平或者与其协同作用,最终来实现对乙烯诱导花芽分化的调控作用。(3)本试验发现紫花擎天凤梨花芽中Ca和CaM在花芽孕育期积累,在花芽发端期降低。A23187处理可显著提高总Ca和CaM的含量,提早CaM峰值出现,促进花芽分化,而EGTA、TFP、W-7处理可显著降低Ca和CaM的含量,延缓花芽分化。这也都充分说明成花的启动过程需要Ca2+和CaM参与。(4)克隆了紫花擎天凤梨中编码CaM基因的cDNA序列片段,长度为454 bp。(5)本试验通过运用RT-PCR和Northern杂交对乙烯处理后CaM基因的表达情况进行了分析,结果表明乙烯处理导致紫花擎天凤梨的CaM基因表达量增加。在乙烯处理1d后CaM基因表达量开始增加,3d时表达量最大,而后第4d表达量下降。而纯水(对照)处理的CaM基因表达量一直维持在较低的水平,没有出现表达增强的趋势。RT-PCR与正向Northern杂交检测结果吻合。在分子水平的研究直接证明了CaM基因参与了在紫花擎天凤梨花芽分化过程。以上试验从生理水平和分子水平证实了Ca2+-CaM参与了乙烯诱导的紫花擎天凤梨花芽分化过程。同时对不同处理伴随的植物内源激素的变化规律的研究,都为进一步探讨植物激素—Ca2+-CaM系统-花芽分化三者的相互作用及调控机理的研究奠定了基础。