多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons PAHs）是环境中普遍存在的一种持久性有机污染物,对生态环境和人体健康构成了严重的威胁。PAHs污染环境的修复已成为全球范围内生态环境面临的重要问题之一。虽然已有大量研究表明,植物根系分泌物促进了土壤中PAHs的生物降解。但是,根系分泌物对PAHs胁迫的响应机制尚不了解,根系分泌物促进PAHs生物降解的机制仍不是完全清楚。本论文以我国南方城市常见的绿化树种为试验材料,选取菲（Phenanthrene PHE）为PAHs代表物,通过采用气质联用仪、超高显微透射电镜和高通量测序技术探究了在菲胁迫下植物根系分泌物的响应机制,揭示了根细胞超微结构水平对菲胁迫的生理适应特征,分析了土壤中菲的自然降解过程和在植物根系分泌物作用下的加速降解过程规律,探讨了人工根系分泌物对菲生物降解的动态格局,解析了土壤微生物群落在根系分泌物刺激下组成结构的变化模式,阐明了 土壤微生物群落对土壤中菲降解的生物学机制。获得的主要研究结果如下:（1）在200 mg·kg-1（低浓度）和2000 mg·kg-1（高浓度）菲胁迫下,所有测试树种（红檵木、海栀子、红叶石楠、金森女贞、夏杜鹃、桂花、栀子花、小叶黄杨、茶梅、金边黄杨）的根系分泌物的化学成分与对照相比发生了显著改变,而高浓度菲胁迫对植物根系分泌物的影响大于低浓度的影响。随着菲浓度升高,植物根系分泌物的分泌过程将从生理适应的可控状态变为细胞功能丧失的不可控状态。根据植物根系分泌物对菲胁迫的响应特征,桂花、茶梅和夏杜鹃这3种绿化树种的耐菲能力较强,是高效抗多环芳烃的绿化树种。其中,以桂花表现最佳。（2）超高显微透射电镜发现,菲胁迫显著改变了栾树根系细胞形态,使其从长梭形变为不规则形,细胞出现质壁分离,细胞核变形或破裂,液泡变大,细胞器消失。菲胁迫使樟树细胞形态发生了变化,从长梭形变为不规则形态,伴随产生了质壁分离、细胞核断块、细胞核膜不清晰和细胞质盐分升高的变化。从细胞超微结构来看,栾树对菲胁迫的耐受性高于樟树。（3）研究了种植栾树和添加包含不同化合物的人工根系分泌物对菲的生物降解的影响。在处理180天后,对照处理下,土壤中菲自然降解了 265.39 mg·kg-1,降解率为46.44%,平均每日降解量为1.47 mg·kg-1。种植栾树处理下,土壤菲降解了 426.84 mg·kg-1,比对照提高了 161.45 mg·kg-1,降解率提高了 28.25%,平均每日降解量为2.371 mg·kg-1。添加低分子有机酸处理对于土壤中菲的降解有明显的促进作用,其中添加乙酸对菲降解的促进作用最明显。由多物质组成的人工根系分泌物比单物质组成的人工根系分泌物对土壤中菲的生物降解效果更好。（4）添加人工根系分泌物和种植栾树均显著改变了土壤细菌群落结构。与对照处理相比,添加人工根系分泌物和种植栾树处理降低了 OTU数量和菌群多样性,但增加了特定的PAHs降解菌的丰度。随着时间推移细菌总OTU数呈现下降趋势,独有种类数均呈现出先增长后下降的趋势。研究结果表明,土壤细菌的数量及其多样性不是导致土壤菲降解的主要因素,而特定的菲降解菌的丰度是决定土壤菲降解的关键因子。（5）处理180天后,与对照处理相比,种植栾树和添加人工根系分泌物对真菌数量及丰度无明显的影响,但降低了真菌群落多样性,显著提高了假散囊菌属的相对丰度。随着时间的推移,真菌总OTU数量呈上升趋势,独特种数量呈先增加后减少的趋势。不同处理之间OTU总数和生物多样性无显著差别。综上所述,本论文揭示了菲胁迫下植物根系细胞水平的致畸现象-细胞形态改变,质壁分离,细胞核破裂或断块,其生理学特征表现为根系分泌物的化学成分发生显著改变。活体植物根系分泌物和人工根系分泌物均显著促进了土壤菲的生物降解,其生物学机理是根系分泌物激发了土壤中特定的菲降解菌的丰度。研究结果为PAHs污染环境植物修复提供了理论基础并为工业化生产PAHs的生物降解物提供了科学参考。