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氮素是植物必需的大量营养元素,是氨基酸、蛋白质、核酸、色素等重要有机化合物的组成成分,氮素促进植物营养生长,延缓叶片衰老,对植物生长发育与物质代谢至关重要。冬凌草主要以草质茎叶入药,氮素对其产量和品质的形成具有重要作用。本试验以冬凌草为实验材料,采用营养液培养方法进行不同氮水平(CK、1m M、3.75m M、7.5m M、15m M)、不同氮形态(CK、NO3-、NH4+、NO3--NH4+(50:50)、Urea、Gly、Glu)以及不同氮配比[NO3--NH4+(100:0、75:25、50:50、25:75、0:100)、NO3-:Gly(75:25)、NO3-:Glu(75:25)]实验,从冬凌草生长发育、氮代谢、光合性能、生理生化指标、活性物质代谢等方面,结合转录组学分析,系统探讨冬凌草氮素营养的吸收、转运规律,以及不同氮素形态对其产量和品质形成的影响。主要实验结果如下:1.以NO3-作为营养液中氮素供应形态,不同氮水平实验结果表明,在0-15m M范围下,冬凌草株高、叶面积、光合性能以及生物量等与氮水平呈正相关,7.5m M与15m M氮水平无显著差异。3.75-7.5m M氮水平较为适宜冬凌草甲素和迷迭香酸的合成,3.75m M氮水平下冬凌草甲素浓度较高,7.5m M氮水平时合成积累量最高;迷迭香酸浓度和合成积累量都在7.5m M氮水平时最高。因此,营养液培养以7.5m M氮水平最适宜冬凌草生长和冬凌草甲素及迷迭香酸的合成。2.不同形态氮实验结果表明,NO3-促进了冬凌草根系对Ca、Mg、Fe、Cu、Mn离子的吸收,促进K、Mg离子向地上部尤其是叶中转运,植株营养状况良好,利于植株生长,株高、叶面积、净光合速率、叶绿素SPAD、根系发育最好,生物量最大,促进冬凌草甲素合成,冬凌草甲素积累量最高;而迷迭香酸的合成积累以NH4NO3更适宜。因此,营养液培养以NO3-最适宜冬凌草生长和冬凌草甲素合成,而NH4NO3更利于迷迭香酸的合成。3.不同氮配比实验结果表明,100%NO3-和75%NO3-+25%NH4+更利于冬凌草氮和磷的吸收和向地上部的转运,尤其向叶中的转运分配,100%NO3-最利于钾的吸收和向茎中的分配;75%NO3-+25%NH4+冬凌草叶NR和GS活力最强,而GDH在50%NO3-+50%NH4+条件下活力最高;100%NO3-及75%NO3-+25%NH4+处理下冬凌草株高、叶面积、光合性能、生物量最大;75%NO3-+25%NH4+处理促进冬凌草甲素合成,但甲素浓度中等;100%NO3-供应不利于迷迭香酸合成,NH4+和NO3-配施更利于迷迭香酸的合成,以50-75%NH4+的配比效果最佳。总之,100%NO3-和75%NO3-+25%NH4+更利于冬凌草生长与冬凌草甲素合成,而100%NO3-供应不利于迷迭香酸合成,50-75%NH4+配施NO3-最适宜迷迭香酸合成。4.以100%NO3-、100%NH4+、75%NO3-+25%NH4+进行冬凌草叶和根的转录组分析,三种不同形态氮配比处理下冬凌草叶中共差异表达基因有1596个,富集到的通路为转运蛋白活性、转录调节活性、萜类代谢、碳素利用以及氮代谢过程;冬凌草甲素合成通路中差异基因表达量以NH4+处理组最大,75%NO3-+25%NH4+上调倍数较大的基因为DXS、IDI、CPS以及KSL;迷迭香酸代谢通路关键基因4CL5、HPPR、PAL、TAT以100%NH4+上调倍数较大,RAS、HPPR3、4CL以75%NO3-+25%NH4+上调倍数较大;氮代谢关键酶GS以75%NO3-+25%NH4+上调倍数较大,GDHA、GDH2以100%NH4+上调倍数较大;根中共显著差异基因表达有1803个,富集到氮代谢途径,根中氮代谢酶GS、GS1、GDHA、GDHB、GDH2在100%NH4+处理上调倍数较大。本研究结果为揭示冬凌草氮素营养规律提供了依据,为冬凌草的规范化栽培管理提供了理论依据和实验基础。