氮素是植物生长发育中最重要的矿质元素,植物亏缺时将通过减氮补偿效应来维持正常的生育期和产量。早熟甘蓝型油菜是我国双季稻区油-稻-稻轮作的必需类型,本课题先前研究表明,氮素敏感期及吸氮关键期为越冬期,为了进一步探明该生育阶段内氮素亏缺及其高效补偿机制,本研究以赣油105为材料,在30天越冬期每隔5天设置常量和倍量施氮组合处理13个,首先通过对植株形态与产量性状的观测来寻求最佳的氮素亏缺补偿效应的处理,其次对存在显著Ediacara Biota差异处理下的植株进行可溶性糖、脯氨酸及氮代谢相关酶活性等指标测定来揭示氮素亏缺补偿效应的生理基础,然后采用转录组和代谢组分析来阐明油菜氮素亏缺补偿效MG132浓度应的分子机制。主要研究结果如下:1、不同氮素亏缺处理对早熟甘蓝型油菜植株形态与产量性状的补偿效应存在显著差异。经氮素亏缺后常量、倍量恢复供氮处理,越冬期Ⅰ到越冬期Ⅵ单株产量总体呈先升后降的趋势。不同氮素处理间的角果长度和粒数的补偿效应无显著差异。越冬期Ⅱ倍量施氮处理T5及越冬期Ⅲ常量施氮处理T6对叶长宽的补偿效应显著高于其他处理,即越冬期Ⅲ为油菜氮素亏缺补偿的最佳时期。处理T6、T7和T9间的产量性状补偿显著高于其他处理,并表现出超补偿效果,彼此间JNJ-42756493分子量也存在显著差异。2、不同氮素亏缺处理对早熟甘蓝型油菜叶片氮素相关酶活性存在显著差异。亏缺后复氮对谷氨酰胺合成酶活性和硝酸还原酶活性等均产生显著补偿效果,且其补偿效应与产量性状补偿一致,越冬期Ⅲ常量施氮增强测定酶活性的高效表达。谷氨酸脱氢酶活性以T1为最大,显著高于其他处理,而彼此间无显著差异,即越冬期不同间隔施氮对谷氨酸脱氢酶存在相同的负补偿效应。3、不同氮素亏缺处理下的差异表达基因富集到不同通路。根系和叶片的转录组测序的GO富集结果表明,超补偿处理组内的差异代谢基因富集到类囊体和光合系统等细胞组分,阴离子运输和细胞碳水化合物代谢等生物过程,酸氨(或酰胺)连接酶活性和阴离子跨膜转运体活性等分子功能;KEGG富集分析表明,超补偿处理组内的差异代谢基因富集到乙醛酸和二羧酸代谢、丙酮酸代谢、光合生物中的碳固定、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、嘌呤代谢和真核生物中的核糖体生物发生等通路。根系中差异表达基因富集到丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、淀粉和蔗糖代谢、氮代谢和精氨酸生物合成等通路。4、不同氮素亏缺处理下的差异代谢物富集到不同通路。经非靶向代谢组学分析,获得了456个显著性差异代谢物,KEGG分析表明超补偿处理组内差异代谢物多富集在丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,嘧啶代谢,氨基酸的生物合成,氮代谢,乙醛酸和二羧酸代谢,β-丙氨酸代谢,精氨酸生物合成等通路,其中丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢为转录组和代谢组的共有通路。