水稻分蘖期是水稻对氮素敏感和需氮关键期,为探究水稻品种在分蘖期对不同浓度氮处理的影响差异,本研究选用种植面积广泛且发育期接近、品种特性不同的3个水稻品种黄华占、IR38和桂朝二号,通过水培法在分蘖期对以上三个品种进行氮梯度处理,考察了不同处理下3个水稻品种的表型数据,包括叶龄、SPAD值、茎蘖数、干物重,并进一步分析了碳、氮代谢相关的酶活以及相关基因表达,主要结果如下:1、结合叶龄、SPAD值、茎蘖数、干物重等表型数据分析表明,3个水稻品种中,黄华占对低氮处理反应最敏感,影响也最大,说明黄华占为不耐低氮的品种,桂朝二号对低氮处理反应最迟钝,说明桂朝二号为耐低氮的水稻品种,而IR38对低氮适应性相对黄华占较好,并且应对氮素缺乏环境调节恢复较快。对于高氮处理,3个水稻品种中,高氮对黄华占和桂朝二号对的影响相比IR38更小。说明同一个水稻品种对高氮和低氮反应不同,对低氮敏感的品种不一定对高氮处理也敏感,反之亦然。2、低氮处理显著抑制黄华占水稻根部对氮素吸收转运相关基因AMT1;1、Os NAR2.1的表达,导致植株体内缺氮进而影响氮同化相关酶如NADH-GOGAT2和NR活性从而导致植株整体碳氮代谢受到抑制。而低氮处理会促进桂朝二号氮素吸收转运,相对基因定量数据表明低氮能显著促进AMT1;1、AMT1;2、Os NRT1.1B等的表达,从而不会影响植株体内氮素水平。IR38调节能力较强,会快速增强氮素吸收和转运来提高植株体内氮浓度水平,在低氮处理12天时低氮显著抑制IR38根中AMT1;2、Os NAR2.1、Os NRT1.1B、NRT2.3a的表达,但是在常氮恢复12天后,Os NRT1.1A、Os NAR2.1的表达量显著增加。以上结果表明,黄华占对低氮敏感、桂朝二号对低氮耐受,IR38对调节能力强与氮素吸收、转运相关基因表达紧密相关,水稻对氮素的吸收转运是氮素利用的最关键的一步,也是水稻对氮利用的前提。同理黄华占和桂朝二号对高氮迟钝、IR38对高氮相对敏感也与水稻对氮素吸收转运密切相关,黄华占和桂朝二号中高氮会显著抑制氮素吸收转运相关基因如AMT1;2、Os NAR2.1、NRT2.3a等的表达,从而抑制根对氮肥的吸收转运。3、高氮处理12天后叶鞘中可溶性糖和蔗糖含量变化不显著,但常氮恢复12天后水稻叶鞘中可溶性糖和蔗糖含量显著增加,说明高氮处理会促进水稻碳代谢,但是这种影响会出现滞后效应。综合上述结果,可以为生产应用过程中黄华占、IR38和桂朝二号的施氮管理提供一定的理论依据。黄华占对低氮敏感,对高氮响应迟钝,因此施氮时应保证供氮源充足,但是不必使用过多氮肥。桂朝二号对低氮和高氮响应迟钝,因此生产过程中可以适当减少氮肥的施用,节约成本。IR38对缺氮环境具有一定的调整适应能力,对高氮响应也较敏感,因此生产实践中,如果想获得更高产量可以通过适量增施氮肥的方式达到。