棉花是我国乃至全世界最主要的经济作物之一，在我国国民经济中所占的地位非常重要。土壤重金属污染导致农作物减产并通过食物链影响动植物及人类健康，已成为世界范围的重要问题。我国受污染的耕地面积近2000万公顷，约占耕地总面积的1/5。棉花受重金属胁迫可影响其生长发育过程，导致产量及品质下降。本实验选取我国不同棉区的优势品种，对其进行不同浓度的镍、铅胁迫，研究了棉花幼苗对镍、铅的积累效应及抗性生理；通过扫描电镜观察受污染幼苗各部分的超微结构变化；通过免疫染色实验观察镍对棉花幼苗染色质甲基化和乙酰化的影响作用。同时，通过对比不同品种棉花对镍、铅胁迫的抗性机制，对不同品种棉花的重金属抗性和镍、铅的毒害能力作出评价。本研究的主要结果归纳如下：镍、铅胁迫可以增加棉花幼苗叶片相应金属的积累量，降低幼苗生物量的积累，造成幼苗根长变短、溃烂，降低幼苗叶片叶绿素含量，增加过氧化氢和丙二醛含量，对棉花幼苗造成严重甚至是不可逆的伤害。棉花幼苗叶片可通过提高可溶性蛋白和脯氨酸的含量增加渗透势，抵御重金属胁迫对其的伤害，同时可以通过调节保护酶系统对抗重金属诱导的氧自由基的毒害。扫描电镜结果显示：棉花幼苗在高浓度的重金属胁迫下，细胞发生严重的皱缩变形，甚至破裂溃烂，细胞间隙缺失，细胞层发生断裂；通过对比分析，发现镍与铅对棉花幼苗这部分的影响作用没有明显差异。免疫染色结果显示：低浓度的镍胁迫对棉花幼苗细胞核组蛋白修饰方面的影响不明显，高浓度的镍胁迫会影响细胞核组蛋白修饰含量，激活一部分沉默基因的表达，同时也抑制一部分基因的表达，并且对于根的影响要大于叶。通过对不同棉花品种受胁迫的表现进行分析，我们发现：黄河流域的中植棉2号在重金属胁迫下积累的重金属含量较低，并且可以有效调节自身抵御系统，表现为渗透调节物质含量增大、抗氧化酶系统调节灵敏，从而表现出较低的丙二醛量的积累，说明其对镍、铅的耐性相对较好；与之相反，西北内陆的新陆早16号抵御镍、铅毒害的反应机制相对迟钝，受到的毒害作用也相对最大；中棉所41受伤害程度相对适中，但是铅对其的毒害作用要大于镍。我们将镍与铅对棉花幼苗的影响进行比较分析，发现铅对重金属积累、根长、过氧化氢、超氧化物歧化酶、过氧化物酶、脯氨酸六个指标的影响是显著大于镍的，但是在干重、叶绿素、丙二醛、可溶性蛋白四个指标的影响上，铅与镍之间无显著差异，镍对鲜重的影响是显著大于铅的。说明铅对植物毒害作用很大，高浓度的镍对植物同样具有较大的毒害作用。