氮（N）作为“生命元素”,不仅是蛋白质、核酸等生物大分子的组成成分,而且参与植物光合作用及矿质元素吸收等生命活动。缺氮时,植株易表现出生长缓慢,叶片变窄发黄,根系瘦弱等现象。植物利用的无机氮源主要有铵态氮（NH₄⁺-N）和硝态氮（NO₃^--N）两种类型。蓝莓（Vaccinium spp.）具有较高营养和经济价值,但其对土质要求极为严格,具有明显的氮营养低效性。铵态氮肥的长期施用会使得阳离子交换量、盐基饱和度和各种交换性盐基离子减少,交换性酸明显增加,使土壤酸化。蓝莓适宜在酸性土壤中生长,被认为是传统的“喜铵植物”,但已有的氮偏好性报道表明,施用NH₄⁺-N虽然可以降低土壤pH,使植株叶片N、P、Fe等元素含量升高,但在纯NH₄⁺-N处理下,蓝莓却表现为生长量下降。此外,在NH₄⁺-N中加入适当比例的NO₃^--N可提高蓝莓品质,甚至有研究表明,蓝莓也可利用NO₃^--N作为唯一氮源维持生长。因此蓝莓并非简单的“喜铵植物”,其对不同氮形态的吸收偏好及相关调控机理仍尚未明确。本研究通过蓝莓不同氮素形态田间施肥试验,对各处理组进行多项生理指标测定,并结合蓝莓氮代谢关键基因的相对表达量分析,以此探讨不同氮素形态处理对蓝莓氮营养代谢的影响。此外,分离得到蓝莓氮代谢关键基因AMT3（Ammonium transporter 3,AMT3）、NRT1.5（Nitrate transporter 1.5,NRT1.5）、NRT2（Nitrate transporter 2,NRT2）、NR（Nitrate reductase,NR）以及NiR（Nitrite reductase,NiR）的cDNA全长,构建表达载体,将其遗传转化至野生型拟南芥中,以此探究蓝莓氮形态偏好的内在机理。具体研究结果如下:不同氮素形态处理3月后,蓝莓植株表观出现显著差异。pH 5.0处理组的植株长势普遍优于pH 7.5处理组的植株,其中在铵硝比为2:1处理下,植株长势最佳。各组株高趋向一致,而冠幅在铵硝比为2:1处理组达到最大值,比对照组增加了10.89%,组间差异显著。混合氮素处理组叶绿素含量较单一氮素处理组高,促进蓝莓吸收N进行叶绿素合成,进而影响植物光合生理。混合氮素处理下,NR表现出较高活性。各处理组的NiR活性与NR活性呈现出正相关趋势,但总体上NR活性普遍低于NiR活性,这可能是蓝莓NO₃^--N吸收低效的重要原因。实时荧光定量PCR结果表明,混合氮素处理下VcAMT3表达量上调,且随着混合氮素中NH₄⁺-N比例的降低呈倒“V”型,提高植株对NH₄⁺-N的吸收效率;而NRT1.5、NRT2的转录水平在pH 5.0处理下显著提高,增强“喜铵植物”蓝莓对NO₃^--N的利用;铵态氮与硝态氮转运相关基因的表达量最高值均出现在铵硝比为2:1处理组。NR、NiR的表达受NO₃^-浓度的调控,纯NO₃^--N处理组表达上调,纯NH₄⁺-N处理组鲜有表达,但在铵硝比为2:1处理下,其表达水平较高。这说明NH₄⁺-N、NO₃^--N转运、硝酸还原相关基因表达量受外源氮素配比及pH的调控,其表达的上调有利于蓝莓植株的氮营养代谢过程。PCR扩增得到722 bp VcAMT3、2342 bp VcNRT1.5、765 bp VcNRT2、2670 bp VcNR及1258 bp VcNiR的cDNA全长序列,分别编码175、185、255、889及419个氨基酸,等电点依次为9.16、9.21、6.93、6.19及8.70。分析蓝莓氮代谢关基因系统进化树,并进行氨基酸序列比对发现,多数基因与中华猕猴桃相似度较高,其中NR、NiR基因与猕猴桃bootstrap values值分别为93、83,亲缘关系较近。利用TMHMM分析结果显示AMT3、NRT1.5、NRT2可能分别存在5、2及5个跨膜结构,属于膜蛋白,而NR、NiR可能无跨膜结构,不是转运蛋白。遗传转化拟南芥后,正常基质培养下VcNRT2、VcNiR转基因拟南芥植株长势明显优于野生型植株。VcNRT1.5、VcNR后期无法正常开花结果荚。不同氮源处理下椰糠培养1月后,以NO₃^--N为唯一氮源的处理组各转基因植株长势优于NH₄⁺-N处理组及对照,其中VcAMT3转基因拟南芥植株长势最佳,其株高和叶盘大小分别为野生型植株的11.24倍、2.05倍。而NH₄⁺-N处理组除VcNiR转基因植株存活外,其他都在幼苗期死亡。说明VcAMT3、VcNRT2、VcNiR基因在氮代谢过程中发挥重要作用,能够提高拟南芥植株氮吸收能力。综上可见,蓝莓偏好硝铵混合的氮素形态,当铵硝比为2:1时,蓝莓对氮的利用率较高,生长状况较好。而增强蓝莓NR与NiR的活性以此提高蓝莓对NO₃^--N的利用,是解决蓝莓氮营养低效的关键所在。