汞（Hg）作为一种全球性污染物，对环境和人类健康构成了严重威胁。在汞的多种形态中，甲基汞（MeHg）因其高毒性以及生物放大和生物富集等特性，尤为引人关注。水稻可以富集甲基汞，食用稻米是我国西南汞矿区居民甲基汞暴露的主要途径。此外，近年来全球多个国家/地区也报道了稻米甲基汞污染问题。水稻体内的甲基汞主要来源于土壤，并且稻田土壤中甲基汞的净产生量是无机汞的甲基化和甲基汞的去甲基化过程共同作用的结果，这两个过程又受到多种环境因子的控制。各环境因子间会存在相互作用，导致同一因子在不同环境中对汞甲基化和去甲基化过程的影响可能存在差异，不同的研究也可能获得相反的结论，而前人的研究主要针对汞甲基化/去甲基化过程中的单一环境因子作用开展研究。由此可见，目前仍缺乏对于稻田土壤汞甲基化/去甲基化过程及其影响因素的全面系统的研究，导致对稻田土壤甲基汞的产生过程及其关键影响因素仍认识不清。
稻田生态系统也是甲烷（CH4）的重要产生场所，而甲烷产生过程是产甲烷菌特有的代谢途径。而根据底物利用类型差异，产甲烷菌可以分为乙酸营养型、氢营养型和甲基营养型，稻田土壤中主要为乙酸营养型和氢营养型产甲烷菌，不同类型产甲烷菌都具有其特定的产甲烷途径。同时，在稻田土壤中，产甲烷菌既是汞甲基化微生物，也可以参与甲基汞的去甲基化过程。其中，产甲烷途径与乙酰辅酶A 途径存在相似性，是可能的汞甲基化途径，并且甲烷产生过程与甲基汞的去甲基化过程也存在耦合关系。因此，在汞甲基化/去甲基化过程中，不同类型产甲烷菌可能发挥不同的作用。然而目前对不同类型的产甲烷菌在汞甲基化和去甲基化过程中所扮演的角色了解有限，这限制了对稻田土壤产甲烷菌参与汞甲基化和去甲基化过程的作用机制的全面认识。
基于以上考虑，本研究采集了我国水稻主产区的稻田土壤，基于单一富集稳定汞同位素（202Hg2+和Me198Hg）加入法测定了稻田土壤中汞的甲基化去甲基化速率。同时通过测定土壤孔隙水的总硫化物（S(-II)）、硫酸根离子（SO42-）和溶解性铁离子（Fe2+和Fe3+）含量等，以及稻田土壤甲烷产量、溶解性有机质（DOM）的含量/组分和pH 值等理化参数，并结合微生物群落分析和功能基因定量，探究稻田土壤汞甲基化和去甲基化过程的主要影响因素。此外，本研究还结合不同产甲烷菌促进剂（乙酸钠和H2/CO2 混合气）、抑制剂（一氟甲烷）的添加与单一富集稳定汞同位素（202Hg2+和Me198Hg）示踪技术，基于室内模拟实验研究不同类型的产甲烷菌在稻田土壤汞甲基化/去甲基化过程的相对重要性。