氮是植物生命活动所必需的主要矿质元素。缺氮是作物获得高产的主要限制因素之一。减少作物对氮肥的依赖,培育耐低氮作物新品种,是解决氮素缺乏和因过量施用氮肥而引起的各种环境问题的有效途径。野大豆是栽培大豆的近缘野生种,是一种重要的种质资源,具有蛋白质含量高、抗性强等优点。为探究野大豆适应低氮胁迫的调控机制,本研究选用普通型野大豆和耐低氮型野大豆为试验材料,研究了两种生态型野大豆幼苗在低氮胁迫下的生物量、离子积累和光合特性的变化,并对其代谢组数据进行分析,以期从生理特性和代谢水平上比较两种生态型野大豆对低氮胁迫的响应,揭示野大豆耐低氮胁迫机制。实验结果显示,低氮胁迫对两种生态型野大豆的生长产生了不同程度的影响,耐低氮型野大豆的受抑制程度明显小于普通型野大豆。两种生态型野大豆幼苗叶片的光合特性和离子含量的数据分析表明,低氮胁迫下,耐低氮型野大豆能够保持较高的光合同化能力以及维持相对稳定的离子吸收能力。代谢组学数据分析显示,两种生态型野大豆幼苗叶片中参与糖酵解和TCA循环的代谢物、糖和多元醇以及脂肪酸类代谢物含量均显著增加,且在耐低氮型野大豆中的增加幅度明显高于普通型野大豆。这些代谢物包括葡萄糖、葡萄糖-6-磷酸、丙酮酸、棉子糖、果糖、麦芽糖、肌醇、赤藻糖醇、棕榈酸、硬脂酸和亚油酸。有机酸类代谢物、参与莽草酸途径的次生代谢物以及氨基酸类代谢物的含量在耐低氮型野大豆幼苗叶片中显著积累,而在普通型野大豆中呈现下降趋势,这些代谢物包括粘液酸、苏糖酸、甲基丙二酸、烟酸、马来酸、葡萄糖酸、阿魏酸、咖啡酸、莽草酸、谷氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺、脯氨酸、精氨酸、亮氨酸、丙氨酸和苯丙氨酸。实验结果证明,耐低氮型野大豆能够保持较高的叶绿素含量和光合同化能力,以及良好的离子吸收来维持营养平衡从而表现出更优异的生理学基础。同时耐低氮型野大豆通过促进糖酵解和TCA循环以保证能量供应;积累更多的糖、多元醇和脂肪酸类小分子渗透调节剂,以维持细胞的渗透潜能;促进用于氮同化的谷氨酰胺合成酶/谷氨酸合酶循环以及增强莽草酸次生代谢途径来抵御低氮胁迫。本研究结果能够为野大豆耐低氮性研究以及耐低氮大豆新品种的选育提供理论基础,对促进农业生产的绿色可持续发展具有重要意义。同时,为野大豆种质资源的开发、利用和评价提供科学的依据。