我国油菜的氮肥施用量大,但氮肥利用率仅30%左右,且氮肥施用量越高,氮素利用率越低。硝态氮（NO3--N）是油菜的主要氮源,其吸收、体内运输和代谢都对油菜的氮素利用率有显著影响。本研究以油菜氮高效品种xiangyou15（H）、氮低效品种814（L）以及相关的拟南芥遗传材料为研究对象,采用砂培和水培试验,利用生理生化分析及分子生物学等技术手段,探究了正常和低氮处理下油菜NO3--N吸收、体内运输分配和代谢的变化规律。主要结论如下:1、在氮素吸收方面,低氮处理显著提高了油菜对NO3--N的吸收潜力。具体表现为:低氮条件下,油菜总根长、总根表面积、根尖数和交叉数均显著增加,根系活力以及根系质膜H+-ATPase活性也显著提高。此外,生长素（IAA）分配基因AUX1介导了NO3--N吸收潜力的提高:（1）AUX1通过调控IAA分配,促进油菜根系的生长;（2）AUX1介导油菜根中NRT1.1、NRT2.1等基因的表达量显著上调,提高了根系质膜H+-ATPase的活性。2、在氮素分配方面,防御素家族基因PDF1.5通过优化NO3--N在地上、地下的分配比例,提高了油菜的低氮适应能力。拟南芥试验结果表明,PDF1.5定位于细胞壁和细胞质,主要在植株器官的连接处表达。低氮处理下,油菜根中PDF1.5的表达量显著上调。PDF1.5介导了油菜负责根中木质部NO3--N装载的NRT1.5基因表达量上调、负责根中木质部NO3--N卸载的NRT1.8基因表达量下调,使更大比例的NO3--N转运至地上部。3、在氮素代谢方面,低氮处理显著提高了油菜的光合氮利用率（PNUE）。为探究氮代谢对油菜低氮适应性的内在影响机制,以及不同C/N比例对氮代谢的作用机制,本研究设置了不同CO2浓度（正常CO2浓度、高CO2浓度）、不同NO3--N浓度处理（低NO3--N浓度、正常NO3--N浓度）,并结合同位素标记、转录组和代谢组等技术手段进行了深入探究。结果表明:低NO3--N条件下,提高CO2浓度促进油菜对C和N的吸收,使谷氨酰胺、天冬氨酸等氨基酸的含量显著降低,α-酮戊二酸类似物的含量显著增加,提高了氨基酸生物合成通路和三羧酸循环（TCA）通路的代谢效率,从而使油菜拥有更好的长势。正常NO3--N条件下,提高CO2浓度抑制油菜对C和N的吸收,使谷氨酰胺、天冬氨酸等氨基酸的含量显著增加,α-酮戊二酸类似物的含量显著减少,降低了氨基酸生物合成通路和TCA通路的代谢效率,造成油菜叶片黄化,生长受阻。低NO3--N处理提高了油菜的氮代谢潜力。综上所述,低氮处理提高了油菜对NO3--N的吸收潜力、分配效率、油菜光合氮利用率和代谢潜力。本研究从油菜NO3--N的吸收、体内运输分配和代谢的角度探究了油菜低氮适应性机制,为提高油菜氮素利用效率提供科学依据。