苹果（Malus domestica Borkh.）是世界四大主栽水果之一。西北黄土高原因其光照充足、土层深厚、气候干燥、昼夜温差大等,是苹果的宜栽地区。但土壤氮素和有机氮含量低以及水土流失造成的土壤贫瘠制约了西北地区苹果可持续发展。多巴胺是儿茶酚胺的一种,有较强的抗氧化和还原能力。在植物体内,多巴胺参与活性氧清除过程、可与激素相互作用影响植物生长发育。而目前关于多巴胺促进低氮胁迫下植物生长的研究鲜有报道。因此,本研究首先通过水培试验研究了低氮胁迫下外源多巴胺对平邑甜茶（M.hupehensis Rhed.）生长的影响。另外,利用多巴胺合成关键酶（酪氨酸脱羧酶,TyDc）转基因苹果植株为试材,对其进行低氮胁迫和碱胁迫处理,初步揭示了过表达MdTyDc在苹果响应低氮胁迫和碱胁迫中对氮代谢的调控机理。主要研究结果如下:1.以苹果砧木平邑甜茶为试材,通过水培试验研究了低氮胁迫下外源多巴胺对植株生长的影响。研究结果表明:外源施用100μmol L-1的多巴胺显著降低了低氮胁迫对植物生长的抑制。外源多巴胺不仅改变了低氮胁迫下植物的根系构型,还对N、P、K的吸收、转运和分配有积极影响。此外,外源多巴胺增强了低氮胁迫下参与氮代谢的酶（硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶）的活性。研究还进一步通过qRT-PCR分析证明外源多巴胺能够调节乙烯信号基因（ERF1、ERF2、EIL1、ERS2、ETR1和EIN4）的表达。这些结果表明外源多巴胺可以通过调节营养元素的吸收来缓解低氮胁迫,而这可能是通过调控乙烯信号通路来实现的。2.以过表达MdTyDc转基因苹果苗及其愈伤组织为试材,通过水培试验和愈伤低氮处理试验研究了过表达MdTyDc在调控苹果响应低氮胁迫中的作用。研究结果表明:过表达MdTyDc能够显著缓解低氮胁迫对苹果植株生长的影响。低氮胁迫下过表达株系净光合速率高于对照,与对照相比,过表达株系叶片维持了较高的Fv/Fm值,有利于维持植株正常的光合作用。过表达株系中氮含量和相关酶活性也高于对照。此外,外源多巴胺对低氮处理下的干扰MdTyDc愈伤具有互补作用。3.以过表达MdTyDc转基因苹果苗为试材,通过水培试验研究了过表达MdTyDc对碱胁迫下苹果氮代谢的影响。研究结果表明:水培碱胁迫处理15天后,过表达MdTyDc能够缓解碱胁迫对苹果植株生长的影响。碱胁迫下过表达株系的相对电导率低于对照,而根系活力高于对照。过表达株系的净光合速率和叶绿素含量也高于对照。与对照相比,过表达株系根、茎和叶器官均维持了较低的Na+/K+比值,同时积累了较高的阴离子含量和脯氨酸含量,这有利于植株维持正常的离子稳态。此外,过表达株系中氮含量和相关酶活性均高于对照。进一步研究发现,碱胁迫下,OE株系中SOS信号系统的基因的表达量高于WT植株。其他离子转运相关基因如MdHKT1、MdAKT1的表达模式与MdSOS3相似。