铁是植物的必需微量元素,但在热带低洼地区或酸性土壤中, Fe2+往往过量累积,严重影响植物,尤其是根系的生长发育。但是目前对过量铁积累影响侧根数量的机制尚不清楚,本研究通过分部位供铁培养装置的创新,发现铁过量积累主要抑制新生根区的侧根原基数,而且根尖对过量铁的接触是抑制新生根区侧根原基数的关键。生长素而非脱落酸信号在铁过量调控的侧根原基数量中发挥重要作用。进一步发现,过量铁会抑制根尖PIN2蛋白的表达和定位,并且PIN2基因缺失突变体的侧根原基数对铁过量超敏感。与此同时,乙烯抑制剂会加重野生型侧根原基数对铁的敏感性,且乙烯过量积累突变体eto1-1的侧根原基发育更耐过量铁胁迫。通过蛋白定位及双突变体分析发现,AUX1基因是乙烯调控侧根原基发育响应过量铁胁迫的关键基因。本研究揭示了铁依赖的PIN2基因表达与侧根发育之间的关系,明确了AUX1基因在乙烯调控侧根发育响应过量铁胁迫中的作用,证实了PIN2和AUX1是侧根发育响应过量铁胁迫的重要调控基因。同时发现钾肥在调控高铁影响的植物根系发育中与乙烯及生长素有关,为提高作物对高铁环境的响应和适应提供了有价值的理论线索。