我国铜矿资源丰富,但是铜矿的开采和冶炼以及废弃的尾矿等对矿区周围土壤造成了严重的污染。如何提高Cu污染土壤的利用率逐渐成为土壤学专家们研究的热点之一。本研究通过野外调查、盆栽试验和大田试验探究了凤丹(Paeonia ostii)在Cu污染土壤利用中的应用价值。另外,通过实验室水培试验,研究了凤丹对Cu胁迫的响应。主要结果如下:本研究首先优化了使用高效液相色谱法(HPLC)测定丹皮酚含量的色谱条件,并明确了丹皮酚样品制备的最优方法。结果显示,采用HPLC法测定丹皮酚时柱温应控制在25℃,甲醇-水的比例调节为70:30,此条件可将丹皮酚与其他组分较好的分离;与传统干燥方法相比,鲜样直接提取可获得最高含量的丹皮酚,其次为冷冻干燥。与鲜样直接提取目比,阴干、暴晒、以及30℃、40℃、60℃、80℃烘干处理分别使丹皮酚损失47%、72%、40%、85%、92%、98%。因此,丹皮的制备及储存过程中应尽量保持低温,以减少丹皮酚的损耗。凤丹不同部位丹皮酚的含量分布规律是丹皮最高>木心>茎皮>茎心>叶片>叶柄。以大豆(Glycine max L. cv.中黄50)为研究对象,采用叶片喷施丹皮酚及离体试验的方式研究了丹皮酚对植物Cu胁迫的缓解效应及其主要的机理。结果发现,叶片喷施10 μmol·L-1丹皮酚纯品溶液或丹皮酚粗提液均能显著缓解Cu处理引起的膜脂过氧化及H202的积累。Cu处理组的大豆叶片在喷施丹皮酚和离体浸泡处理后,G-POD的活性与未施加丹皮酚相比显著提高,而NADH-POD的活性则显著降低;未加Cu的对照组在喷施丹皮酚后,G-POD和NADH-POD的活性与未施加丹皮酚的处理相比没有显著变化,而离体浸泡丹皮酚条件下NADH-POD的活性则显著降低。采用抑制剂NaN3和氨基三唑对POD的活性进行抑制,结果发现丹皮酚对H202积累的缓解作用显著减弱,说明POD在丹皮酚减少H202的积累主要是通过影响POD的活性来实现的。对安徽铜陵凤凰山铜矿区以及周边的凤丹种植地进行采样调查。调查结果显示,在≤300 mg·kg-1的土壤Cu背景含量下,丹皮酚的含量随着土壤总Cu含量的升高而升高,总Cu含量为100 mg·kg-1的采样点收集到的丹皮中丹皮酚的含量普遍较高;但是土壤总Cu含量≥400 mg·kg-1的样点丹皮中丹皮酚的含量随着土壤总Cu含量的升高而逐渐降低;丹皮酚与土壤有效Cu的含量也呈现类似的变化趋势;所有样点的丹皮酚与丹皮内Cu含量呈显著正相关线性关系(r=0.3742*,n=48)。而丹皮酚含量与土壤pH和营养元素的含量之间无显著的相关关系。尽管土壤中Cu的背景含量具有较高的差异(30 mg·kg-1~1000 mg·kg-1),但是丹皮内的Cu含量均未超过《中华人民共和国药用植物及制剂进出口绿色行业标准》Cu<20 mg·kg-1的规定,符合中药材质量安全标准。采用PCR-DGGE法分析凤凰山铜矿区以及周边的凤丹生长地土壤中的细菌多样性。结果共鉴定出44个菌株。20个样品中丹皮酚与土壤细菌多样性的相关性分析发现,丹皮酚的含量与土壤细菌多样性在p<0.01水平显著相关。同时我们分析了不同菌株在土壤样品中的分布,发现五个菌株包括Geobacte sp. TL18, Oceanicaulis sp. TL22, Desulfovibrio sp. TL28, Desulfovermiculus sp. TL29和Simplicispira sp. TL31在丹皮酚含量<6.5 g·kg-1的土壤样品中没有发现,推测这五种菌对丹皮酚的积累中可能起到一定的促进作用,但是还需要进一步的试验验证。通过提高土壤Cu含量,研究了不同浓度Cu处理对凤丹植株生长、丹皮品质、植株不同部位丹皮酚和Cu含量的影响。结果表明:土壤中添加不同浓度的Cu(50、100和200 mg·kg-1)对凤丹植株的生长以及丹皮的外观性状没有显著的影响。土壤中添加的50和100 mg·kg-1 Cu对丹皮中丹皮酚的合成具有促进作用,而当铜添加量过高时(200 mg·kg-1),则抑制丹皮酚在丹皮的积累;木心中的丹皮酚含量随着Cu处理浓度的升高显著升高。溶液培养条件下,营养液中添加Cu抑制凤丹幼苗根的伸长生长,并且随着Cu浓度的升高,抑制作用更加明显,而且Cu处理也显著抑制了凤丹幼苗总的生物量以及根系生物量的增加,但是处理之间差异不显著。Cu处理之后,根系Cu含量显著高于对照,丹皮酚含量与对照相比无显著差异。5 μmol·L-1的Cu处理不同时间对根净伸长的抑制率为50%左右,且随着处理时间的延长,抑制率逐渐降低;处理14d后,幼苗以及根系的生物量分别比对照下降了29.2%和29.5%,而丹皮酚的含量增加但是与对照比差异不显著。5 μmol·L-1 Cu处理24 h凤丹幼苗根系积累了大量的ROS。抗氧化酶中CAT和POD活性在Cu处理的初期显著升高,后期逐渐下降到与对照相同的水平;GR酶的活性则随着Cu处理时间的延长而逐渐降低;根系AsA、DHA和总AsA的含量在处理72 h时显著升高,而整个Cu处理过程中AsA/DHA的值以及可溶性蛋白的含量无显著的变化。Cu处理72 h时,PAL活性高于对照;木质素的含量以及POD的活性在处理的前期升高后期降低到与对照相同的水平,推测POD可能在催化木质素合成中可能起到关键的作用。将牡丹引种到汤山Cu污染的农田,通过观察牡丹的生长状况及不同采收期的丹皮Cu和丹皮酚含量,同时比较了种植牡丹与种植其他农作物的收益,为牡丹在Cu污染土壤的修复中的应用价值评估提供依据。结果显示,凤丹在Cu污染农田的生长状况明显优于观赏品种胡红;多因素方差分析结果显示,采收期和种植地对丹皮中丹皮酚的含量影响显著。对根皮Cu含量的调查结果显示,落叶期时丹皮中Cu含量低于国家药用植物及制剂进出口绿色行业标准。不同作物的收益比较结果显示,种植凤丹每亩的净收益为11410元,分别为红薯、油菜籽和玉米亩产净收益的4.31倍、12.58倍和14.09倍。因此,将凤丹种植到Cu污染的土壤中具有良好的应用价值。