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汞是一种剧毒的全球性污染物。食用稻米被认为是我国汞污染地区居民甲基汞摄入的主要途径。针对水稻对无机汞和甲基汞的吸收转运规律不同以及水稻体内硒汞拮抗的问题，本论文首先研究了铁膜的形成和添加硒对水稻吸收转运转化不同形态汞的问题。然后进一步探讨了水稻对不同形态汞胁迫的压力响应以及硒汞拮抗作用的分子机理。硒硫属于同组元素，具有相似的物理和化学性质，因此文章中也研究了土壤施硫对水稻吸收蓄积汞的影响及其作用机理。 主要得出以下几点结论: 1.人为诱导的根表铁膜对甲基汞的吸附强于无机汞，铁膜的形成显著降低了水稻对无机汞和甲基汞的吸收以及水稻对甲基汞的转运。无机汞暴露时，根中汞是以类似RS-Hg-SR的形式存在。甲基汞暴露时，根中汞是以类似CH3Hg-SR和RS-Hg-SR的形式存在，二者的比例接近4∶1。提示水稻体内存在甲基汞的去甲基化现象。铁膜的形成与否对去甲基化作用没有显著影响。硒可以影响根表铁膜的形成，增加铁膜对汞的吸附，和铁膜共同作用进一步降低水稻对无机汞和甲基汞的吸收和转运。 2.利用蛋白质组学的方法，研究了汞暴露条件下水稻根部蛋白质的差异表达。无机汞和甲基汞暴露分别诱导了至少26和29个蛋白的差异表达，这些差异表达的蛋白主要参与抗氧化系统、硫和谷胱甘肽代谢、碳和能量代谢、细胞程序性凋亡、压力响应等过程。和无机汞暴露相比，甲基汞暴露强烈诱导了几丁质酶和盐压诱导蛋白的差异表达。硒的加入显著降低了与抗氧化机制、硫和谷胱甘肽代谢相关蛋白的表达（半胱氨酸合成酶），对与碳和能量代谢、压力响应、细胞循环和DNA复制相关的蛋白没有显著影响。说明硒加入首先缓解了由于汞暴露诱导的过氧化损伤。此外，由于硒汞高的亲和性，硒汞共同暴露可能一定程度上避免了汞与蛋白质或酶的结合。 3.利用金属蛋白质组学的方法发现单汞（无机汞和甲基汞）暴露汞结合蛋白条带的分子量为15-25 kDa。无机汞暴露时，该汞结合条带上汞含量显著高于甲基汞暴露，暗示了无机汞可能更容易与蛋白结合或者无机汞与蛋白结合后的复合物更加稳定。硒汞同时暴露时，部分汞与分子量为55-70 kDa蛋白结合，与15-25kDa结合的汞含量减少。提示硒诱导了汞与大分子蛋白的结合，可能是硒抑制汞向上转运的原因。 4.万山汞矿区土壤中单质硫和硫酸盐的添加增加了汞在水稻根组织、茎叶及稻米中的含量，施加单质硫的效果优于硫酸盐。海南未被汞污染的土壤中，添加80 mg/kg的汞陈化后，低于500 mg/kg单质硫和硫酸盐添加可降低水稻对汞的蓄积及对MeHg的转运，超过1000 mg/kg硫添加增加了水稻对汞的蓄积和转运。 5.万山土壤和海南土壤中汞的存在形态不同。万山土壤中汞主要是以残渣态的形式存在，生物活性低。硫酸盐和单质硫添加后，土壤中残渣态汞所占的比例随着硫用量的增加而下降，有机物结合态随着硫用量的增加而增加。海南新沉积汞的土壤中汞主要是以有机物结合态的形式存在，少量的硫添加后，土壤中残渣态汞所占的比例增加，有机物结合态降低。当施加硫用量增加时，汞形态变化趋势相反。 6.利用同步辐射的手段研究了添加硫对水稻组织中汞分布和蓄积的影响。μ-SRXRF的结果表明，硫的添加促进了根表铁膜的形成，促进了铁膜对汞的吸附。稻米中汞主要分布在胚一侧的糊粉层和胚中，胚乳和谷壳中只有很少的汞分布。硫添加显著降低了汞在糊粉层、胚和胚乳中汞的蓄积，对谷壳中汞的蓄积影响很少。XANES的结果表明水稻根组织中汞主要是以类似R-S-Hg-S-R的形式存在，硫的添加对根组织中汞的形态变化没有显著影响。