酸性土壤上，铝毒害是植物生长的主要限制因子。根系是铝生理毒性的主要靶标，植物铝毒害最迅速、最明显的症状是根系伸长受到抑制，然而铝抑制根系伸长的机制还不清楚。铝抑制根伸长的作用位点是在质外体还是共质体尚未有定论，而其首要靶标是细胞伸长还是细胞分裂一直是研究的热点。铝在质外体作用抑制细胞伸长进而抑制根系伸长一直是研究的主要方向，铝对细胞分裂的影响方面的研究相对薄弱，而铝对细胞分裂的作用可能是铝毒机理的关键过程。铝对根系发育的影响反映了细胞分裂对铝的响应情况，因此对根系形态建成的观察能够建立一个评价铝毒与根系发育特征之间相关性的模式体系，有助于更好地理解铝毒和植物耐铝机制。　　水稻根系发育过程包含通气组织的形成，而通气组织易于定量观测，且水稻基因图谱明晰，是良好的模式植物，对于同时研究铝对根伸长与根系发育的影响来说，是适合的实验材料。另外，通气组织的形成受乙烯调节，同时乙烯能够强烈抑制根系伸长，鉴于此，研究乙烯在铝胁迫的根系生长中的作用，有助于揭示铝毒作用的机理。　　本研究首先以水稻铝敏感品种kasalath（籼稻品种）和铝耐性品种koshihikari（粳稻品种）为实验材料，研究在铝胁迫下，水稻的根系伸长和通气组织形成的变化，比较不同品种间根伸长和通气组织形成这两个指标对铝响应的差异以及及同一品种两个指标对铝胁迫响应的差异;并且，比较铝胁迫下耐铝性不同的两个品种间根尖乙烯生成的差异，在两者趋势一致的情况下，选用其中耐铝的koshihikari，明确其根系在铝胁迫下乙烯合成的情况。最后采用乙烯的促进剂和抑制剂处理水稻铝耐性品种koshihikari（组成型通气组织）和小麦铝耐性品种Atlas（诱导型通气组织），以确定铝对根伸长和通气组织形成的影响与乙烯的关系。主要研究结果如下:　　1.采用不同铝处理时间、铝处理浓度处理两个水稻品种，发现铝显著抑制水稻根伸长和通气组织的形成，与根伸长相比，通气组织形成对Al胁迫更为敏感。铝敏感品种的根伸长受铝抑制程度较耐铝品种的高，铝对两品种通气组织形成的抑制程度无差异。　　2.水稻根伸长受Al抑制的主要原因是铝在根系的积累，而Al对通气组织形成抑制源于Al抑制通气组织形成早期的PCD过程。　　3.黑暗条件下，铝处理抑制了耐铝性不同的两个品种水稻根尖乙烯的释放。相对于铝耐性品种koshihikari来说，铝敏感品种kasalath的乙烯产生对铝更敏感。除此之外，铝抑制了铝耐性水稻koshihikari根尖ACC的含量以及ACO的酶活性，但诱导了72hOsACS1和OsACO2表达水平的上调，推测乙烯生成受铝抑制是因为铝胁迫降低乙烯合成相关酶类活性的原因，而不是源于基因水平的调控。　　4.与黑暗条件相反，光照条件下，铝处理促进了水稻根尖和地上部乙烯的释放，并且加重了根伸长的抑制程度。　　5.缺氧促进耐铝水稻koshihikari与小麦Atlas根系和/或地上部乙烯的促进，并且对铝抑制根伸长的作用效果无影响。　　6.缺氧和外源乙烯处理加重了耐铝水稻koshihikari与小麦Atlas根伸长受铝抑制的程度，而乙烯抑制剂-Ag+处理部分缓解了根伸长的铝毒害，实验结果表明铝对根伸长的抑制不依赖于乙烯;而乙烯介导了铝抑制的小麦根系诱导型通气组织形成过程的调控。但是尽管乙烯促进了水稻根系组成型通气组织的形成，却不参与铝抑制通气组织形成的过程。