植物铵毒害问题由来已久，近年人类对N循环的干预使植物铵毒害问题成为新的全球生态环境问题。对陆生植物而言，根系既是吸收运输NH4+以及其他养分最主要的器官，也是土壤环境胁迫最为直接的毒害和响应器官。多数植物根系对高铵都较为敏感，但人们以根系为主要指标进行的植物铵毒害特征和机制探索还比较少。本文以模式植物拟南芥为材料，设计不同的培养方式，结合显微成像技术和非损伤微测技术，从环境分子生理角度，主要研究了地下部高铵胁迫对主侧根的影响特征和机制。　　 首先，通过地下部全根供铵确定了在pH缓冲、添加适量K+和NO3-的培养介质中，拟南芥幼苗根系的伸长受到显著抑制，但侧根数量并没有降低。比较地下部全根供铵和主根局部供铵发现，地下部高铵对拟南芥主根的抑制作用是主根根尖介导的具有部位特异性的局部效应。针对主根根尖即主根伸长区、分生区和根尖观察，发现地下部高铵主要是通过抑制细胞伸长阻碍主根伸长。同时，显微观察发现，地下部高铵对分生区长度以及根尖根冠小柱细胞的形态、生长素的最大化以及静止中心特异基因QC25的表达也都有一定的影响。　　 接着，突变体分析和DRS∷GUS染色表明，生长素突变体aux1-7和eirl-1、乙烯抗性突变体ein2-1和etrl-3、ABA相关突变体aba3-1和abi4-1以及细胞周期蛋白突变体cdkd3-1对地下部高铵抑制主根生长都没有抗性。生长素在主根伸长区的分布没有明显的改变。　　 但通过非损伤微测技术发现，Col-0生态型伸长区NH4+外排的大幅提高与地下部高铵对主根的抑制相一致。并发现高铵胁迫超敏感突变体vtcl-1即GDP-甘露糖焦磷酸化酶(GMPase)部分缺失突变体，其伸长区NH4+的外排与细胞伸长的下降量也都明显高于Col-0生态型。同时GMPase对根表NH4+流具有一定调控作用。　　 侧根的分析表明，地下部高铵对侧根长度的抑制同主根一样也是需要根尖介导的局部效应。局部高铵对异侧非高铵区的二级侧根长度有显著的促进作用。突变体分析表明，auxl-7和eirl-1以及ein2-1和etrl-3的侧根生长对高铵抑制效应均没有抗性，说明根部高铵抑制侧根生长的效应可能也不是通过影响生长素和乙烯调控途径起作用的。　　 最后，通过高铵筛选T-DNA标签插入诱变的拟南芥Col-0突变体库中的720个株系，获得根系具有高铵响应抗性的突变体amrl(ammonium resistant1)，其主侧根长度对高铵具有一定的抗性。与Col-0杂交得到的F1代，该抗性表型消失，说明amr1根系对高铵具有抗性的表型是隐性基因突变所致。