铵态氮和硝态氮是植物最主要的两种无机氮源，但是过量铵态氮对植物细胞具有毒害作用。铵态氮的这一特性被认为是植物高效利用铵态氮的重要限制因子。 然而人们对植物铵毒害机制的认识还很初步。随着分子生物学技术的发展，国际多个研究组对植物铵毒害的分子机制进行相关探讨。目前在国际植物生物学top期 刊已发表10左右篇相关论文。中科院南京土壤所施卫明研究员课题组率先应用模式植物拟南芥，研究植物铵毒害分子响应机制，分别在高铵调控植物的根系伸长、 侧根形成、根的向地性及铵钾平衡等方面取得一系列进展。相关结果陆续发表在土壤学报（李保海和施卫明，2007 44:508），Plant Cell and Environment（Li et al. 2010 33:1529; Li et al. 2011 34 933; IF=5.2，植物科学一区），Journal of Experimental Botany (Zou et al. 2012 63:3777; IF=5.3，植物科学二区) Planta (Li et al. 2012 235:239; IF=3，植物科学二区)上。其中，在土壤学报发表的不同生态型拟南芥对高铵响应的特征论文（李保海和施卫明，2007 44:508），被同行发表在美国科学院院刊的植物对铵敏感的遗传机制文章（Qin et al. 2008 PNAS 105:18308）作为重要研究基础引用。发表在Plant Cell and Environment的两篇文章，均受到植物科学国际知名期刊Plant Signal and Behavior主编邀请撰写其相关评论或综述。2010年发表在Plant Cell and Environment的文章（Li et al. 2010 33:1529）目前已被引用26次。

    最近，该团队在植物对铵响应的基因表达调控机制方面取得重要进展，相关结果已在植物科学一区期刊Plant Physiology (Li et al. 2012 doi: http:-​-​dx.​doi.​org-​10.​1104-​pp.​112.​206508;  IF=6.5)在线发表。该研究通过正向遗传学，基因组学，生物信息学及生理学等手段，筛选获得一个在野生型拟南芥表现正常的较高浓度铵范围内，叶色黄 化铵响应超敏感突变体amos1材料，基因图位克隆并互补验证amos1是一个定位于质体的金属蛋白酶EGY1的新等位突变。全基因组核基因转录分析发现 铵胁迫响应的大量基因在amos1突变体中表达明显下降，说明定位于质体的AMOS1-EGY1是调控铵胁迫响应基因表达的关键因子。这也说明存在一条质 体反馈调控信号途径调控铵胁迫响应基因的表达。深入分析AMOS1-EGY1依赖的铵响应所有上调基因的启动子序列调控元件，发现其63%的基因在启动子 区含有‘ACGTG’序列，而该序列是植物激素脱落酸(ABA)信号的核心序列。这暗示着ABA信号很有可能参与AMOS1-EGY1依赖的质体反馈信号 调控途径。进一步的药理学，转录组学和遗传学的结果证明ABA信号是AMOS1-EGY1依赖的质体反馈信号的一条重要但非唯一的下游信号途径。该研究还 进一步探讨了AMOS1-EGY1依赖的质体反馈信号途径中上游信号，发现质体中活性氧(ROS)是潜在质体信号物质。因此，该研究不仅寻找到一个调控铵 响应的关键基因，而且系统地揭示了其相关的信号路径。该文章在线后，得到了Plant Signal and Behavior主编邀请撰写相关综述。

    在上述研究中发现一个有趣的现象，相比根部高铵，叶部接触高铵更容易抑制侧根形成，导致叶部黄化。这说明植物叶部是铵的相对敏感区域。这一机制也说 明了实际农业生产中植物铵毒害现象更多地发生在苗期的原因，如过量尿素导致“烧苗”现象，可能是由于小苗叶部容易接触土壤中过量的铵态氮发生毒害。以上研 究结果对合理施用叶面肥，种肥及苗期氮肥等具有一定的参考价值。