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土壤重金属污染是全球面临的重大环境问题之一,污染导致粮食大量减产且直接经济损失严重,对生态环境和人类的健康造成了严重的威胁。目前伴随着工业发展和人类活动,大气CO2浓度逐渐升高。因而,研究高浓度CO2可否缓解重金属对作物的毒害作用,可为未来大气环境变化下,作物栽培等生产实践提供理论依据。为此,本研究在大气浓度CO2（400±20μmol/mol）和高浓度CO2（800±20μmol/mol）下培养水稻幼苗,同时研究其对低、高浓度铅胁迫（50μM、100μM）的生理代谢响应。处理分为对照组（AC）、高浓度CO2处理组（EC）、不同浓度铅处理组（L、H）、高浓度CO2和铅复合处理组（EC+L、EC+H）,共6个处理组。通过对水稻幼苗的相对电导率、丙二醛（MDA）和抗氧化酶活性（SOD、POD、CAT）的测定,并运用气相色谱-质谱联用技术结合主成分分析、偏最小二乘法分析等对水稻幼苗叶片的代谢物变化进行检测和分析,讨论高浓度CO2和铅胁迫及其复合作用对水稻幼苗生理代谢影响。主要研究结果如下:1.单一铅胁迫下,比较AC,水稻幼苗相对电导率显著升高,MDA的含量显著增加,SOD、CAT活性显著升高,而POD活性在L处理显著升高,而H处理显著下降。在L处理中筛选出18种差异代谢物,包括8种氨基酸,4种有机酸,4种糖,2种其他类代谢物。在H处理中筛选出21种差异代谢物,包括8种氨基酸,5种有机酸,5种糖及有机醇,1种脂肪酸,2种其他类代谢物。铅胁迫促进水稻体内氨基酸、糖及有机酸的积累,可能通过糖酵解代谢增强和三羧酸循环（TCA）增强应对重金属铅造成的伤害,并提高抗氧化酶的活性,清除铅胁迫下的活性氧。2.高浓度CO2培养下,比较AC,水稻幼苗相对电导率显著降低,MDA含量变化不显著,SOD、POD、CAT活性显著升高。共筛选出18种差异代谢物,包括5种氨基酸,7种有机酸,3种糖,1种脂肪酸和2种其他类代谢物。高浓度CO2能够促进水稻幼苗氨基酸代谢和碳水化合物的积累以及TCA循环。3.在高浓度CO2和铅复合处理下,比较L、H,高浓度CO2缓解铅胁迫对细胞膜的伤害,相对电导率和MDA含量显著降低,通过提高SOD、POD、CAT活性清除活性氧（EC+L处理下SOD活性变化除外）。从代谢组学角度,高浓度CO2不仅可以促进氨基酸向糖类转化,为水稻提供营养物质,还可通过增加植物体内有机酸的含量,从而与重金属离子结合成复杂而稳定的复合体,糖酵解和TCA循环增强可能与抵御铅胁迫有关。