营养吸收过程中高胺毒害的机理研究

营养吸收过程中高胺毒害的机理研究

NH4 + 是主要的氮源，不仅是活细胞必需的营养，而且是代谢过程中普遍的中间产物。然而，过量的NH4 + 却对植物产生严重的毒害。植物根的生长对高胺很敏感，NH4 + 对初生根的生长是必须的，但是高胺会抑制根的生长。这种抑制作用发生的机理一直没有得到明确的解释。

2010年，中科院南京土壤所的施卫明等人使用非损伤微测技术 结合根的分区处理系统，研究了高胺毒害的机理。发现高胺抑制初生根的生长，关键是抑制了细胞分裂，但是原来的细胞还可以伸长。通过DR5:GUS的突变和表达发现生长抑制不依赖生长素和乙烯的信号转导。

使用非损伤微测技术沿着初生根测定了NH4 + 的流速，发现提高外界NH4 + 浓度刺激了伸长区NH4 + 的大量外流，同时根的伸长也受到抑制。这种NH4 + 的外流在超敏感突变体vtc1-1中更显著，在GMPase的突变体中缺乏，因此，限制跨膜的NH4 + 流和GMPase的功能能够显著降低拟南芥对NH4 + 毒性的反应。

这项工作为植物的铵盐毒害提供了理论解释，对理解营养吸收和其他非生物胁迫有非常重要的参考价值。