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培育耐低氮型高粱对提高瘠薄田（或低产田）的高粱产量以及提高高粱对氮肥的使用效率具有重要意义。不同基因型高粱对氮素的利用存在基因型差异,但是其差异的生理机制尚不清楚。本研究采用盆栽试验,选取2个低氮敏感型高粱冀蚜2号和TX7000B以及2个耐低氮型高粱SX44B和TX378为试验材料,设置正常供氮(0.24 g·kg-1风干土)和低氮(0.04 g·kg-1风干土)两个处理,分别测定开花前和收获期高粱各部位氮素累积量,分析不同基因型高粱在两个氮处理下的氮效率相关指标及其差异,测定叶片SPAD值和可溶性蛋白质含量,测定挑旗期和灌浆期的叶片NO3--N、NO2--N和NH4+-N含量以及硝酸还原酶（NR）、亚硝酸还原酶（NiR）、谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸合成酶（GOGAT）活性等指标,研究高粱对低氮胁迫的生理响应,以期为耐低氮型高粱品种的选育提供理论依据。主要研究结果与结论有:1、不同基因型高粱籽粒产量对低氮胁迫的响应不同。低氮处理显著降低了冀蚜2号和TX7000B的籽粒产量,较正常供氮处理分别降低13.87%和19.25%,但没有降低SX44B和TX378的籽粒产量。2、与正常供氮处理相比,高粱低氮处理的相对籽粒氮累积量、相对植株氮素累积量和相对氮收获指数不能表征各基因型高粱是否具有耐低氮特性;相比于低氮敏感型高粱,耐低氮型高粱在低氮处理下有着更高的相对氮肥偏生产力和相对氮素利用效率。低氮处理下SX44B和TX378的氮肥偏生产力是正常供氮处理的6.19和7.49倍,而冀蚜2号和TX7000B则分别为5.17和4.85倍;低氮处理下SX44B和TX378的氮素利用效率是正常供氮处理的1.84和1.85倍,而冀蚜2号和TX7000B则分别为1.67和1.35倍;低氮处理显著增加了高粱叶片和茎秆的氮素转运率,但是转运率的大小和高粱的耐低氮特性无关;通径分析表明,正常供氮处理下,植株氮素累积量和氮素利用效率对籽粒产量贡献相当;而在低氮处理下,氮素利用效率和籽粒产量的关联作用更大。3、低氮处理降低了出苗后到开花前低氮敏感型高粱的叶片SPAD值,对耐低氮型高粱没有影响;在挑旗期,低氮处理下的冀蚜2号和TX7000B叶片可溶性蛋白质含量较正常供氮处理分别降低36.37%和14.71%,对耐低氮型高粱没有影响;在灌浆期,低氮处理下的四个基因型高粱的叶片可溶性蛋白质含量均显著降低,较正常供氮处理,冀蚜2号、TX7000B、SX44B和TX378分别降低28.41%、55.74%、38.22%和35.40%;不同氮处理对高粱总叶片数没有影响;低氮处理下高粱枯死叶片数增加,存活叶片数减少。4、高粱的叶片无机氮含量不能表征高粱是否具有耐低氮特性,灌浆期叶片无机氮含量较挑旗期显著降低。与正常供氮处理相比,低氮处理的冀蚜2号和TX7000B叶片中NR、GS和GOGAT活性显著降低,SX44B酶活性变化不显著,而TX378叶片中GS活性增加。