提高作物对土壤氮素养分的吸收效率是实现资源高效可持续发展农业的重要途径。铵态氮做为重要的氮源被作物根系吸收利用，阐明根系铵吸收过程的生理和分子机制是实现作物氮高效的关键。为了研究玉米根系铵吸收的分子机制，本项目构建了玉米根系特异的cDNA酵母表达文库，通过功能互补酵母铵吸收突变体分离到两个玉米铵转运蛋白功能基因（ZmAMT1;1a和ZmAMT1;3）。在AMT缺失拟南芥背景中异源表达ZmAMT1;1a和ZmAMT1;3基因，表明它们具有高亲和转运铵的功能，亲和力(Km)分别为48和33 µM。定量PCR和原位杂交实验表明，ZmAMT1;1a和ZmAMT1;3基因在玉米根中高表达，尤其在根表皮中大量表达，说明它们主要负责玉米根系对铵态氮吸收。玉米根系铵吸收能力受到转运底物铵的诱导，其归因于供铵能够诱导ZmAMT1;1a和ZmAMT1;3基因和蛋白表达水平的上调，并且发现不是铵本身，而是铵的代谢产物谷氨酰胺参与了这一调控过程。利用组成型启动子和根表特异性启动子在转基因玉米中过量表达ZmAMT1;1a基因来提高玉米根系的铵吸收能力。这些研究结果不仅阐明玉米根系铵吸收的分子机制，并为玉米氮高效转基因育种提供优异基因资源和遗传材料。