半夏,Pinellia ternata（Thunb.）Breit,古称守田,又称半月莲、三步跳、地八豆、蝎子草、麻芋果等,为多年生单子叶草本,是天南星科药用植物,其块茎经炮制干燥可入药,性温味辛,具有降逆止呕、燥湿化痰、消痞散结的功效,是我国传统治痰止吐中药。钙元素是细胞壁和细胞间层的主要组成成分之一,能够参与蛋白质和碳水化合物的合成,调节植物的生理代谢。本研究在6-8月对半夏进行不同浓度的钙处理,比较半夏抗氧化系统的生理特性变化、光合生理参数的变化以及有效成分积累的变化,并探讨半夏钙肥的施用浓度,为大面积合理栽培种植半夏,提高产量提供理论依据,为系统分析钙对半夏的调节提供了参考。本研究以提高半夏产量、优化栽培种植技术为主线,不仅探究生理生化水平上的影响因素,还探究激素水平上的调控因素。茉莉酸是一种广泛存在于植物中的一种生长调节激素,在植物的生长发育和胁迫响应过程中通常以信号分子方式参与,对植物根的生长,球茎的形成,果实成熟等生长发育过程有着重要的调控作用。珠芽繁殖作为半夏的重要繁殖方式,对其进行高通量测序,经过差异基因表达分析,发现茉莉酸在珠芽中显著表达。因此探究茉莉酸在珠芽中显著表达的分子调控机制,对提高半夏珠芽产量及品质提供科学指导,奠定分子基础和数据支持。本研究主要研究结果如下:1.以浙江杭州为种植地,基于抗氧化活性指标为参照,实验结果表明钙离子对半夏POD、CAT、SOD三种酶活性均有促进作用,当Ca²⁺浓度逐渐升高时,三者活性呈现先升后降的趋势,至600mg/L浓度时三种酶活性最高且渗透调节物质含量也较高;同时Ca²⁺处理可降低MDA含量和超氧自由基含量,二者含量呈现先降后升趋势,在600mg/L浓度时最低;这说明600mg/L浓度钙处理能提高半夏的抗氧化系统的作用,促进半夏生长。2.随着Ca²⁺浓度升高明显提高了叶绿素含量,同时电子传递速率（ETR）、光合量子产量（Yield）和光化学猝灭系数（qP）呈先升后降的趋势,非光化学猝灭系数（NPQ）呈先降后升趋势;600 mg/L浓度Ca²⁺处理下NPQ较低,qP较高,Yield较高,ETR也有所增强;同时还显著提高了叶片的净光合速率（Pn）、蒸腾作用（Tr）,降低了胞间CO₂浓度（Ci）。由此可知,钙离子提高了叶绿素含量,改善了叶绿素荧光参数,进而促进生理代谢,改善光合作用,这对提高半夏的抗逆性有着重要的调节作用。3.随着Ca²⁺浓度升高渗透调节物质含量呈现规律变化,半夏叶片可溶性蛋白含量、总生物碱含量、总可溶性糖含量及鸟苷、腺苷含量均呈现先升后降的趋势,在400mg/L⁶00mg/L浓度范围内维持较高水平;因此,在半夏全苗期叶面喷施中等浓度的钙肥,有利于半夏有效成分的积累。4.利用高通量测序技术,对半夏珠芽和茎进行转录组测序,经过NR、KOG、GO和KEGG pathway等数据库比对、珠芽和茎的基因表达量分析,共筛选出7个涉及茉莉酸（JA）代谢相关差异表达的基因,通过GO注释和KEGG分析,得出参与茉莉酸代谢途径调控的7个差异表达基因注释到四种关键酶,其中包括脂肪氧合酶（lipoxygenase,LOXs）（comp53749_c0_seq1）、12-氧-植物二烯酸还原酶（12-oxophytodienoic acid reductase,OPRs）（comp48844_c0_seq5）、软磷脂酶（phospholipase A2,PLA2s）（comp49877_c0_seq1,comp49877_c0_seq4,comp49877_c0_seq6 and comp49877_c0_seq7）、丙二烯氧化物环化酶（allene oxide cyclase,AOC）（comp39838_c0_seq6）。通过qRT-PCR验证和差异基因显著性分析得出:这四种酶涉及茉莉酸的合成代谢途径,在半夏珠芽中的表达量高于茎。综上所述,在半夏全苗期喷施适宜浓度的钙肥有利于半夏的生长,同时茉莉酸在珠芽中的差异表达可能影响珠芽的形成。