磷、铁是植物生长发育过程中所必需的两种营养元素。而根系是植物吸收养分的主要部位,良好的根系发育能够提高植物对磷、铁的吸收效率。植物根系的形态建成受外界环境因素和激素的共同调控。生长素的合成和极性运输对根系的形态建成起着重要作用。为了探究磷铁互作条件下（缺磷、缺铁、缺磷铁情况下）对烟草根系生长发育的影响,本研究以生长素为切入点,以DR5::GUS转基因烟草试验材料,分别设置正常处理（CK,MS培养基）、缺磷处理（-P,5%P的MS培养基）、缺铁处理（-Fe,5%Fe的MS培养基）、缺磷铁处理（-P-Fe,5%P和5%Fe的MS培养基）,主要研究不同处理下烟草幼苗根系形态、地上部地下部的生物量、烟苗体内磷铁含量、生长素在烟草体内分布情况、生长素运输蛋白相关Nt PINs基因的表达分析、以及分别增施外源IAA和生长素极性运输抑制剂NPA对各处理烟草根系生长发育的影响,主要结果如下:（1）采用MS固体培养基方式,研究了不同处理下烟苗的植株表型、生物量,侧根的发生以及烟株体内磷铁元素的含量,结果表明:缺铁（-Fe）处理烟苗生物量显著降低,叶面黄化,烟苗根系生长受到抑制,表现为:根长变短,侧根数减少。缺磷铁处理（-P-Fe）下根系抑制和叶面黄化得到恢复,说明:在缺铁的基础上减少磷可以有效缓解缺铁胁迫对烟草根长的抑制作用。磷铁元素的含量测定结果发现,与对照（CK）相比:缺铁处理（-Fe）,烟株体内磷含量升高。与缺铁（-Fe）处理相比较,缺磷铁（-P-Fe）处理,烟株体内的铁含量显著提高,表明缺磷可以提高烟株根系中铁的有效性,磷铁之间存在互作。（2）以DR5::GUS转基因烟苗为材料,测定了烟苗地上部地下部生长素的浓度,同时采用GUS染色的方法标注烟苗体内生长素的分布状况;采用q RT-PCR技术分析了四种处理下烟苗根系中生长素极性运输蛋白Nt PINS家族基因的表达差异,结果表明:与对照（CK）相比,缺磷处理（-P）可以增加烟株新叶和根部生长素的含量;缺铁处理（-Fe）下,烟株新叶和根部的DR5::GUS表达量降低,这和测定的生长素含量降低一致;在缺铁条件下进行缺磷处理（-Fe-P）,地上部和地下部生长素含量较单独缺铁处理（-Fe）显著增加,说明缺磷能提高缺铁条件下烟株生长素含量。q RT-PCR结果表明:与对照（CK）相比,缺铁处理（-Fe）和缺磷铁处理（-P-Fe）下的烟苗体内Nt PIN1c、Nt PIN4的表达量均显著上调,结合GUS染色以及生长素浓度情况,说明缺铁抑制了新叶中生长素的合成,缺磷铁处理促进了新叶中生长素的合成,生长素从地上部到地下部的极性运输增强。其中Nt PIN1c、Nt PIN4这两个基因在调节磷铁胁迫下生长素的极性运输中发挥重要作用。（3）为了进一步验证磷铁胁迫下根系生长的变化与生长素浓度变化相关,我们在四种（CK,-P,-Fe,-P-Fe）处理的基础上,分别添加外源生长素IAA和生长素运输抑制剂NPA处理7天,研究外源生长素的添加对根系发育的影响,结果表明:IAA显著促进了烟苗根系的生长发育,而NPA则是抑制根系的生长发育,缺铁（-Fe）处理中加入外源生长素IAA后,烟苗可以达到正常处理长势,甚至更好。而CK处理增施NPA后则显示出和缺铁胁迫相似表型,进一步表明生长素在磷铁胁迫下烟苗根系生长发育中发挥着重要作用。（4）糖不仅是植物生长发育的重要结构组成和能量物质,也是植物体内重要的信号分子和渗透调节物质,为了进一步的探明蔗糖和生长素在磷铁胁迫对烟苗根系生长发育的调控关系,我们研究了烟苗体内蔗糖含量、蔗糖酶活性和中性转化酶活性。结果表明:缺磷（-P）、缺铁（-Fe）处理下,烟苗体内蔗糖含量显著升高、中性转化酶活性显著降低,蔗糖的这种调控方式和生长素对缺磷、缺铁的响应调控十分类似,这些结果表明,蔗糖在缺磷缺铁条件下调控根系的生长发育中发挥着关键的作用,可能作为一种信号因子通过调控生长素从而参与植物根系的生长发育,还需要进一步的研究。综上所述:烟草根系响应磷铁胁迫的过程与根系中生长素的浓度和生长素的极性运输密切相关,糖信号可能是磷铁调控生长素,从而调控根系发育的一个关键因子。