近年来随着我国工业化进程的加快,农田汞污染问题越来越严重。汞污染不仅会对农作物生长发育产生毒害,更会通过食物链或食物网进入人体,对人类的健康造成威胁。所以,确保汞污染土壤的农业安全生产,并利用超富集植物对汞污染的土壤进行修复具有重要的意义。我国作为水稻生产大国和食用大国,具有很长时间的水稻栽培历史和广泛的水稻种植面积,并且水稻对我国社会经济发展起着重要的作用。本研究拟选用大面积广泛种植的水稻种质资源,利用其自身遗传特性,筛选获得汞高积累和低积累水稻品种,然后通过分析高、低汞积累水稻品种间在汞胁迫条件下一些生理特征的差异,从而阐明高、低汞积累水稻品种间响应汞胁迫的生理机制。主要结果如下:1.高、低汞积累水稻品种初步筛选及鉴定选取了以48个水稻品种为试供材料,分别在0.1mg/L和10mg/L的HgCl₂条件下,水培处理16天。待水稻长至幼苗期后,将其地上部分收获,并测定各个品种水稻地上部分生物量和汞含量,以及对各个品种水稻耐受系数及富集系数进行评价。在0.1mg/L汞处理条件下,48个水稻品种地上部分生物量在0.0035⁰.0330g plant^-1DW之间,平均单株地上部分生物量为0.0122g plant^-1DW,地上部分汞浓度在0.0004⁰.0038mg/g之间,平均地上部分汞浓度为0.0019mg/g。在10mg/L汞处理条件下,48个水稻品种地上部分生物量在0.0077⁰.0182g plant^-1DW之间,平均单株地上部分生物量为0.0118g plant^-1DW,地上部分汞浓度在0.0133⁰.2294mg/g之间,平均地上部分汞浓度为0.0667 mg/g。运用改进的隶属度函数分析,48个水稻品种耐受系数在0.016⁰.841之间,平均耐汞系数为0.3318;48个水稻品种富集系数在0.003⁰.025之间,平均富集系数为0.0128。通过聚类分析,以水稻地上部分生物量、汞含量、耐受系数、富集系数为综合筛选指标,初步筛选出高汞积累水稻品种H540和H535,它们在0.1mg/L汞处理条件下的地上部分汞含量分别为0.0027mg/g和0.0030mg/g,在10mg/L汞处理条件下地上部分汞含量分别为0.1748mg/g和0.0832mg/g,富集系数分别为0.022和0.020。低汞积累水稻品种H526和H512,它们在0.1mg/L汞处理条件下的地上部分汞含量分别为0.0016mg/g和0.0009mg/g,在10mg/L汞处理条件下地上部分汞含量分别为0.0433mg/g和0.0236 mg/g,富集系数分别为0.010和0.006。但是四个品种水稻生物量差异不大,说明高、低汞积累水稻品种在响应汞胁迫的耐受能力方面存在差异。2.高、低汞积累水稻品种响应汞胁迫的生理特征通过对高、低汞积累水稻在不同浓度汞胁迫下叶绿素含量分析,发现汞胁迫条件下四个品种水稻叶绿素含量均下降,说明汞胁迫对水稻光合作用会产生影响。另外,高汞积累水稻品种相对于低汞积累水稻品种下降更为严重,说明汞胁迫对高汞积累水稻品种的影响大于低汞积累水稻品种。对MDA含量测定发现,MDA含量无明显差异性变化,可能原因是长时间重金属胁迫,抗氧化酶及修复氧化伤害能力提升。但对比不同品种间MDA含量发现,低汞积累水稻品种比高汞积累水稻品种受到的氧化损伤严重一些。而对比脯氨酸含量发现,在四个水稻品种中均出现先上升后下降的趋势,可能是5mg/L汞胁迫对植物细胞和代谢功能造成损伤,导致植物体内脯氨酸降解速率高于合成速率。对水稻抗氧化酶和抗氧化物质活性和含量的测定,发现四个品种水稻中SOD活性均下降,而其他抗氧化酶和抗氧化物质都随着汞胁迫浓度的增加有不同程度的增加。在四个品种水稻中H540在汞胁迫下抗氧化酶和抗氧化物质相比于其他三个品种水稻变化更为显著,说明H540是一种更为敏感的基因型,可能意味着H540相对于其他品种的水稻有更高的耐受性。综上所述48个水稻试供品种在汞胁迫条件下,对汞的耐受和富集能力差异明显,初步筛选出高汞积累水稻品种H540和H535与低汞积累水稻品种H526和H512。而在不同浓度汞胁迫下,高、低汞积累水稻品种均受到不同程度的毒害,但汞胁迫对高汞积累水稻品种的影响大于低汞积累水稻品种,就氧化损伤而言低汞积累水稻品种损伤严重一些。四个品种水稻中H540在汞胁迫下抗氧化酶和抗氧化物质相比于其他三个品种水稻变化更为显著,说明H540是一种更为敏感的基因型。