汞是在室温下呈液态的重金属,具有很强的迁移能力,对环境和人体造成很大的危害。汞,特别是甲基汞,具有极高的食物链富集特性和生物毒性。稻田的湿地环境为甲基化微生物提供了良好条件,是汞甲基化的热点场所。相比于其他作物,稻米的甲基汞富集能力更强。受到植物根系的影响,根系微域土壤在物理、化学和生物性质上有其独有的特性,对重金属的形态分布和迁移转化存在影响。因此,本研究通过对不同土壤汞浓度胁迫下水稻体内汞的累积,水稻不同生长时期根际微域土壤汞的形态变化以及根际微域微生物多样性的研究,揭示不同土壤汞浓度下水稻汞累积特征和根际微域汞的迁移转化特征,表征根际微域细菌和古菌群落结构。具体研究结果如下:（1）土壤中汞的浓度影响水稻根部总汞的含量,对0.3mg·kg-1土壤汞浓度比较敏感,可以显著的吸收总汞。当汞浓度大于M组(0.3mg·kg-1)时,稻米甲基汞的含量很大程度上受到汞浓度的影响。0.3mg·kg-1和30mg·kg-1对于水稻根总汞累积影响很小,在3mg·kg-1土壤汞浓度下水稻根总汞的累积显著降低。水稻响应土壤汞浓度的变化会减少总汞在老叶中的累积,30mg·kg-1土壤汞浓度对于抑制水稻老叶总汞的累积影响较大。土壤汞浓度的变化对于新叶总汞的累积影响很小。因此,3mg·kg-1土壤汞浓度可能刺激了水稻对于无机汞防御机制的响应。（2）相对与其他汞处理,水稻根系对于0.3mg·kg-1土壤汞浓度的土壤总汞中分布影响较大,这与水稻根系对于0.3mg·kg-1土壤汞浓度比较敏感一致。水稻生长时期和根系可能对于甲基汞含量在土壤中的分布影响较小。甲基汞在土壤中的分布在一定程度上受到有机质的影响。水稻生长时期可以影响土壤中甲基化效率,在分蘖期、扬花期和灌浆期影响较大。并且在汞浓度为3mg·kg-1时,土壤甲基化速率最大（1.5%左右）;汞浓度为30mg·kg-1,甲基化速率最低（0.1%～0.5%）。土壤甲基汞占总汞的百分比受到亚铁离子和铵根离子的影响。Hg-w占总汞的百分比明显小于近根际和非根际。土壤汞浓度会极大的降低土壤Hg-h占总汞的百分比,当汞浓度为30mg·kg-1时,Hg-h所占百分比几乎为0。水稻生长时期扬花期会显著的增加土壤Hg-h所占百分比。随着汞浓度的增加Hg-o占总汞的百分比随之增加,但当汞浓度超过0.3mg·kg-1时,Hg-o占总汞的百分比随之降低,在汞浓度为30mg·kg-1时,降至最低。土壤汞浓度的增加可以增加土壤Hg-e所占百分比,但是当汞浓度超过3mg·kg-1时,Hg-e所占百分比降低。随着汞浓度的增加土壤Hg-s所占百分比降低,当汞浓度为30mg·kg-1时,土壤Hg-s所占百分比开始上升。（3）水稻根系古菌和细菌微生物多样性最低。30mg·kg-1土壤汞浓度极大的改变了细菌和古菌微生物群落结构组成同时也增加了根际和非根际的细菌和古菌的微生物多样性。硫酸根离子和亚铁离子改变了根际细菌群落,而非根际细菌群落受到硫酸根离子、铵根离子和亚铁离子的影响,但是古菌群落受到这三种环境因素的影响很小。扬花期可能是水稻根、根际和非根际的细菌和古菌微生物多样性的增加的一个分水岭。Proteobacteria、Chloroflexi、Actinobacteria、Acidobacteria、Firmicutes、Bacteroidetes是根内、根际、和非根际共有的优势菌门。相比于根际,非根际细菌群落优势菌门少了Spirochaetes和Deinococcus-Thermus。Acidobacteria、Gemmatimonadetes和Entotheonellaeota是汞敏感细菌门类,Firmicutes是耐汞细菌门类。Bacillus、Anaerolinea、Geobacter、Anaeromyxobacter、Gaiella和Hydrogenophaga是耐汞细菌属类,其中Bacillus和Gaiella是抗汞细菌属类,Geobacter是汞甲基化细菌属类。Janthinobacterium、Massilia、MND1、Flavisolibacter、Lysobacter和Sphingomonas是汞敏感细菌属类。这些耐汞和汞敏感细菌属中,Hydrogenophaga和Pleomorphomonas主要存在于水稻根内;Desulfovibrio主要存在于水稻根内和根际;Geobacter主要存在于根际土壤中,而剩下的细菌属主要存在于根际和非根际土壤中。当汞浓度达到30mg·kg-1时,汞甲基化细菌如Desulfovibrio相对丰度降至最低,当然也有一些汞甲基化细菌相对丰度仍然在增加如Geobacter,同时抗汞细菌如Bacillus在30mg·kg-1时显著增加。汞甲基化细菌Desulfovibrio和Geobacter以及抗汞细菌Bacillus在扬花期前的相对丰度小于扬花期后的相对丰度。Thaumarchaeota、Euryarchaeota、Crenarchaeota和Nanoarchaeaeota是水稻根、根际和非根际共有的古菌优势菌门,其中Thaumarchaeota和Euryarchaeota相对丰度在水稻根古菌群落最大,Thaumarchaeota相对丰度在根际和非根际古菌群落最大。Euryarchaeota和Crenarchaeota是抗汞古菌门类,同时Euryarchaeota也是汞甲基化古菌门类。Candidatus＿Nitrososphaera、Methanosarcina、Methanobacterium、Methanocella、Methanosaeta、Methanospirillum和Methanomassiliicoccus是耐汞古菌属类,Candidatus＿Nitrocosmicus汞敏感古菌属类。Methanobacterium、Methanosarcina和Methanomassiliicoccus在水稻根内古菌群落的相对丰度远远大于根际和非根际。Candidatus＿Nitrososphaera和Candidatus＿Nitrocosmicus主要存在于根际和非根际土壤中。Methanobacterium和Methanosarcina的相对丰度在扬花期前逐渐降低,在扬花期后逐渐升高,而Methanocella和Rice＿Cluster＿I在扬花期前的相对丰度大于扬花期后的相对丰度。