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五爪金龙(Ipomoea cairica)为旋花科(Convolvulaceae)番薯属(Ipomoea)多年生藤本杂草，是华南地区危害严重的入侵植物之一。国内对五爪金龙的研究主要集中在其生物学特性、生理生态特征、化感作用以及入侵防治等方面，对其氮素同化能力和硝酸还原酶活性研究的不多，而从基因水平上研究五爪金龙NR活性还未见报道。本研究系统分析了五爪金龙氮素代谢有关的生理特性，并进行了NR转录组和数字基因表达谱升级版测序，从蛋白和分子水平解释了五爪金龙的入侵机制。 本课题通过对野外五爪金龙硝酸还原酶活性的研究发现，五爪金龙NR活性具有季节节律，春、秋两季五爪金龙的NR活性最高，夏、冬两季五爪金龙NR活性均有所降低。与多年生伴生种的比较结果显示，春季时五爪金龙与南美蟛蜞菊NR活性没有明显差异但均都高于本地伴生种鸡矢藤；秋季时其NR活性明显高于南美蟛蜞菊和鸡矢藤。五爪金龙与其多年生近缘种七爪龙NR活性比较结果表明其NR远高于七爪龙。夏季时五爪金龙NR活性比单年生植物三裂叶薯低，与裂叶牵牛之间无明显差异，即夏季时五爪金龙的NR对于单年生近缘植物种没有明显竞争优势。 根据不同浓度硝态氮处理下生理指标的测量结果表明：从NR活性方面来看，相对于对照植物三裂叶薯和裂叶牵牛，五爪金龙对于低浓度硝态氮有更强的适应性。根系活力的测量结果显示其根系适应性很强，在无硝态氮和高硝态氮条件下其根系活力均高于对照植物，而在低硝态氮和中硝态氮浓度时也能保持较高活力。五爪金龙的叶绿素含量与对照组相比无优势，尽管其叶绿素a/叶绿素b比值在三者之中是最大的。随后的光合指标测定表明，在无硝态氮和低硝态氮处理下，五爪金龙的光合能力较强，而在中高硝态氮处理下五爪金龙的光合作用无明显优势；五爪金龙的水分利用率(WUE)明显高于其他两个物种。另外，五爪金龙的地上部分生物量比牵牛和三裂叶薯都要低，但是五爪金龙的茎叶比低，其总体光合能力较强，提高了资源利用率，这对其成功入侵有重要意义。 数字基因表达谱升级版(RNA-seq)的结果显示五爪金龙夏季NR基因表达量(RPKM)较冬季的高，与NR活性的测量结果一致；而转录组测序结果表明五爪金龙NR活性比七爪龙高出3.1倍，其NR主体片段Unigene15428_All表达量比七爪龙高出3.7倍，与NR活性的测量结果一致说明五爪金龙NR活性比七爪龙高与其分子调控水平有关。这个结果可以说明在同一生态环境下，分子和蛋白水平上对硝酸还原酶活性的调控具有一致性。