谷氨酰胺合成酶（GS）在高等植物的氮代谢过程中发挥着重要的作用。本研究通过叶盘法获得了super-promoter启动子控制下的过表达小麦GS1（TaGS1）及GS2（TaGS2）转基因烟草,并进一步研究了氮胁迫对转基因烟草氮代谢及生长的影响。结果表明,TaGS1和TaGS2过表达促进了苗期转基因烟草侧根的发育。在氮供应充足条件下,过表达TaGS2的转基因烟草叶片中TaGS2具有很高水平的转录,但TaGS1过表达烟草中TaGS1的转录水平却很低,这两种转基因烟草的GS酶活和GS同工酶亚基的含量都没有明显的增加。与氮供应充足条件下相比,缺氮条件下TaGS1的转录水平在中部和下部叶中明显增高,TaGS2则在上部和中部叶中明显降低;两种转基因烟草叶片GS酶活与野生型相比在下部和中部叶中明显地提高。这些结果表明尽管TaGS1和TaGS2在super-promoter启动子的驱动之下,其表达仍受到氮素供应量和叶片生长发育状态的调控。在氮供应充足条件下,与野生型相比两种转基因烟草在表型和氮代谢方面没有明显的差异。然而在缺氮条件下,TaGS1转化株衰老叶中游离NH₄⁺浓度降低、氨基酸含量升高,并且在上部叶中氨基酸、可溶蛋白和叶绿素含量都明显提高;TaGS2转化株各叶片游离NH₄⁺浓度均显著降低,而氨基酸、可溶蛋白和叶绿素浓度明显提高,并且其叶面积、光合强度和生物量积累均明显增加。这些结果表明缺氮条件下,TaGS1过表达可以提高氮素从衰老叶向新生叶的转移,而过表达TaGS2增加了烟草的氮素同化能力,延缓了叶片的衰老。