对流层臭氧(O3)是大气污染物，较高的O3水平对农作物生产造成威胁。已有研究表明，O3损伤和农作物产量损失之间的关系与不同作物及不同品种对O3的敏感性有关。前期研究发现，水稻不同品种对O3的响应有所不同，常规稻比杂交稻对O3的耐受性强。本工作研究水稻不同品种抵御O3胁迫的机制，探讨水稻抗氧化系统对O3响应的基因型差异，以期为水稻生产应对O3污染胁迫提供品种选育方面的科学依据。　　臭氧胁迫会刺激植物体内产生各种类型的活性氧(ROS)，因此了解植物的抗氧化代谢特征可能有助于对O3耐受性的研究，而通过对不同品种基因表达量的研究更有助于确定相应的抗O3胁迫的基因。本研究采用开放式空气中控制O3浓度升高(O3-FACE)的方法，以敏感型(O3-S)杂交籼稻汕优63(SY63)和Ⅱ优084(Ⅱ Y084)以及耐受型(O3-T)常规粳稻武香粳14(WXJ14)和武运粳21(WYJ21)作为试验材料，设置大气环境O3浓度（对照，记为A）和高浓度O3处理（比对照的O3浓度高50％，记为E）两个O3水平条件，研究了O3胁迫下水稻不同品种的抗氧化机制响应差异，以及长时间O3处理对水稻不同品种全基因组表达谱芯片的影响。　　试验结果表明，对照条件下，敏感型水稻品种叶片中的超氧阴离子(O2·)产生速率和过氧化氢(H2O2)含量比耐受型品种叶片中的大，体现了相应的品种差异;高浓度O3处理条件下，敏感型品种中的O2·产生速率和H2O2含量比耐受型品种中有更高的增长，且其体内的丙二醛(MDA)含量和相对电导率在整个取样时期基本呈逐渐上升趋势。说明在O3胁迫下，敏感型水稻品种有更多的活性氧(ROS)积累，并且产生了膜脂过氧化。可见，水稻不同品种ROS代谢机制不同，则它们的抗氧化防御机制对O3的响应也不同。　　耐受型品种中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性在O3处理下短期内显著降低，并激发植株的抗氧化能力来适应胁迫。敏感型水稻品种的CAT、POD和GPX活性在O3处理下显著降低后，并未有效激发植株抗氧化系统，抗氧化酶活性长期处于低位，胁迫导致的伤害更为明显。两个水稻品种也通过调节自身不同SOD、POD和APX同工酶活性来适应或抵御ROS伤害。从抗氧化防御系统的响应初步说明了臭氧胁迫下水稻不同品种ROS含量变化幅度不同的原因。　　观测表明，耐受型水稻品种的抗坏血酸—谷胱甘肽(AsA-GSH)循环效率比敏感型品种的高。O3处理前期，敏感型品种中的保护系统通过提高AsA-GSH循环的代谢在清除ROS和减少ROS伤害方面起重要作用，表现出大田环境中的自我保护响应;随着O3胁迫时间的延长，抗氧化物质和抗氧化酶的结构被破坏，使植物受到损伤。O3处理前期，耐受型品种中的抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性降低，此时GSH系统在AsA-GSH循环中起了重要作用，刺激ROS的信号传导作用，引发耐受型品种的保护作用。从而明确水稻不同品种的抗氧化机制对O3胁迫的响应不同。　　臭氧胁迫的过程中，耐受型品种的渗透调节物质对膜脂过氧化的调节作用比敏感型品种的较为明显。推断水稻不同品种渗透调节能力不同是它们膜脂过氧化程度不同的重要原因之一。蛋白质图谱表明，虽然在O3处理下水稻不同品种叶片中的酶活性发生了变化，但本试验条件下的O3胁迫对水稻蛋白质没有表现出高度破坏性的影响。　　为了探究水稻不同品种对O3胁迫是否存在其它生理机制上的响应，本试验进行了全基因组表达谱芯片分析。两个水稻品种的抗性不同，原因是它们对O3胁迫有着不同的调控机制。长期O3胁迫下，水稻不同品种的O3诱导ROS相关基因与基础调节过程密切相关，耐受型品种在细胞壁、蛋白水解、信号传导、次生代谢和防御等各方面的调节能力都比敏感型品种要强。本研究中的差异基因应被作为参考基因，从而有助于确定负责抗O3胁迫响应的可能基因。除抗氧化机制外，水稻不同品种对O3胁迫也存在其他生理机制的响应，需要更深入的研究。