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小麦营养价值高,是世界上最重要的粮食作物之一,在我国种植面积仅次于水稻。土壤水分和氮肥是农业生产上影响小麦生长发育的两个主要因素,不论是单因素还是耦合作用均对小麦产量产生重要影响。本研究以高产高蛋白春小麦Sptifire(S)和抗旱春小麦品种Drysdale(D)为材料,通过研究高氮(180 kg/hm2)和低氮(22.5 kg/hm2)对小麦苗期和抽穗期干旱根系生长生理、形态建成、地上部分生长生理和产量的影响,揭示氮肥缓解小麦苗期和抽穗期干旱提高产量的生理和分子机制。主要研究结果如下:1苗期干旱:高氮显著提高了二个品种S和D的叶绿素含量和GS、GDH、NR酶活性;二个品种叶片可溶性糖含量则分别下降35.7%和24.4%;显著下调了 GS1、PEPC、NR基因的表达,且S品种PEPC表达下调幅度低于D品种;高氮下调了 S品种的GS2和GDH基因的表达而耐旱品种D的GS2和GDH基因表达却显著上调,但GOGAT基因的表达在两个品种中变化不大,同时高氮显著下调了 S品种Rubisco基因的表达且显著上调了耐旱品种DRubisc 基因的表达。高氮还明显促进了根系形态建成和根系活力,使S品种根系活力提高58.5%,而耐旱品种D仅提高3.1%;最终干旱影响了苗期干物质的积累,干旱条件下,高氮降低了 S品种地上部分36.5%的干重而耐旱品种D变化不大,高氮还使S品种根系干重减少7.0%而D品种根系干重则增加12.0%。2抽穗期干旱:高氮显著提高了 S和D二个品种叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸含量和GS、GDH、PEPC、NR酶活性,显著下调了 S和D品种GS1、GS2和NR基因的表达,其中S品种GS1表达下调幅度大于D品种。高氮还显著下调了 S品种GDH和GOGAT基因的表达和显著上调了 D品种的GDH和GOGAT基因的表达;同时高氮还增强了 S和D品种Rubisco和PEPC基因的表达,Rubisco表达分别上调166.1%和473.2%而PEPC表达分别上调24.6%和108.7%;同时高氮使S和D地上部分干物质量分别增加61.5%和33.1%且S品种干物质增加比D品种多。此外,在干旱处理下高氮明显促进S和D品种根系形态建成,使根系活力分别提高14.7%和52.8%,根系变粗,根系体积变大,但S品种根系干重下降21.6%而D品种增加40.1%。3苗期和抽穗期干旱,高氮分别提高了 S和D二个小麦品种氮转运率39.85%和53.63%,是低氮的1.29倍和1.66倍;高氮还显著增加了干旱下小麦的产量,S和D单株籽粒产量分别达到378.67 mg和433.89 mg,是低氮干旱处理的1.59倍和1.47倍。