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铵态氮（NH4+）和硝态氮（NO3-）是植物吸收和利用的主要无机氮源,对作物生长发育、产量与品质形成具有重要影响。对于多数作物而言,铵硝混合营养比单一氮源（NH4+或NO3-）更有利于作物生长和氮素吸收,并提高氮素利用效率。研究表明,在铵硝混合营养中,NH4+可能参与调控作物氮素吸收和硝酸盐积累过程,而NH4+的吸收和转运主要通过铵转运蛋白（Ammonium transporter,AMT）来完成。但目前对AMT在铵硝营养中如何调控作物氮素吸收的生理和分子机制尚不清楚。菜心（Brassica campestris L.ssp.chinensis var.utilis Tsen et Lee）,为十字花科芸薹属芸薹种白菜亚种的一个变种,以柔嫩的薹茎和薹叶为主要食用器官,是华南地区产量和面积最大的蔬菜,现在全国各地均有栽培。通常栽培条件下,菜心以硝态氮吸收为主,产品器官极易富集硝酸盐。前期研究表明,与全硝处理相比,铵硝混合营养可显著提高菜心产量和品质,并显著降低硝酸盐含量。为深入探究菜心BcAMT1s在铵硝混合营养条件下调控氮素吸收的生理与分子机制,本研究利用非损伤微测技术（NMT）、荧光定量等技术,分析了菜心根系对铵硝营养吸收特性、铵硝之间的相互作用、不同氮源下BcAMT1s的表达特性;结合转基因、启动子活性分析等方法,分析了超表达BcAMT1s植株对氮素吸收的影响、BcAMT1s启动子对氮源的响应等内容。主要结果如下:1.利用NMT技术实时监测了不同氮源下菜心根系表面NH4+、NO3-离子流速变化。结果表明,菜心对NH4+、NO3-吸收偏好性不同,表现为NH4+净吸收速率显著高于NO3-净吸收效率。利用NMT技术实时监测不同氮源下添加NH4+/NO3-后离子流速的瞬时动态变化,观察到NH4+、NO3-之间存在着复杂的互作关系:NO3-促进NH4+吸收,而NH4+抑制NO3-吸收。与单一氮源相比,铵硝混合营养提高了菜心对总氮的净吸收速率和吸收量,促进了植株生长。2.荧光定量分析结果表明,不同氮素形态对菜心BcAMT1s基因表达影响不同。BcAMT1.1、BcAMT1.3和BcAMT1.5表达受缺氮诱导,供NH4+后受抑;与此不同的是,BcAMT1.2受供NH4+诱导,外源添加NO3-后NH4+的诱导效应显著增强。BcAMT1.2对氮源的响应不同于菜心其它BcAMT1s。3.酵母异源表达试验表明菜心BcAMT1.1、BcAMT1.2、BcAMT1.3和BcAMT1.5均具有NH4+转运活性。BcAMT1s-GFP瞬时表达结果表明,BcAMT1s对氮素的响应却不同:缺氮时,BcAMT1.1-GFP、BcAMT1.3-GFP荧光信号更强;供NH4+时,BcAMT1.2-GFP荧光信号更强;而BcAMT1.5-GFP受外源氮供应影响不明显。因此,不同BcAMT1s可能具有不同的生物学作用。4.利用转基因技术,在拟南芥异源超表达BcAMT1s验证了BcAMT1s对氮素吸收的功能。与野生型相比,BcAMT1s超表达植株在低铵和铵硝混合营养下均显著促进了植株地上部和根系生长,显著提高根系对NH4+的净吸收速率。转基因植株叶片中,谷氨酰胺合酶基因（At GLN1.1、At GLN1.2、At GLN2）、谷氨酸脱氢酶基因At GDH2、谷氨酸合酶基因At GLT1等氮同化基因表达上调,故BcAMT1s超表达植株的NH4+含量与野生型的相差不大;超表达BcAMT1.1、BcAMT1.2显著增加根系At GLN1.2表达水平,而超表达BcAMT1.3、BcAMT1.5对根系At GLN1.2表达无明显影响,但导致根系At GLN2、At GLT1表达下调。除BcAMT1.5超表达植株外,其它超表达植株在铵硝混合营养下还出现根系NO3-吸收受抑、体内NO3-含量下降等现象。5.双分子荧光互补试验表明,BcAMT1.1、BcAMT1.2可与蛋白激酶CIPK23互作,而BcAMT1.3、BcAMT1.5与之无互作。CIPK23可能参与BcAMT1s对氮素吸收的调控。6.通过分离鉴定BcAMT1.1、BcAMT1.2、BcAMT1.3和BcAMT1.5基因启动子,构建启动子转基因植株。缺氮时,BcAMT1.1、BcAMT1.3、BcAMT1.5启动子的GUS活性较强;供NH4+时,其GUS活性减弱;而BcAMT1.2启动子活性表现完全相反。这与瞬时表达BcAMT1s-GFP试验的结果类似。根据序列分析和文献报道,推测DOFCOREZM作用元件（AAAG）可能是BcAMT1s启动子的关键作用元件,可与DOF转录因子结合,从而调控NH4+的吸收。综上所述,在铵硝混合营养中,NO3-促进菜心对NH4+的吸收,而NH4+抑制NO3-的吸收;BcAMT1s对NH4+的吸收转运具有重要作用:BcAMT1.1、BcAMT1.3、BcAMT1.5主要负责NH4+吸收;BcAMT1.2主要负责NH4+运输。此外,蛋白激酶CIPK23可能参与BcAMT对氮素吸收的调控过程。