冬瓜（Benincasa hispida（Thunb）Cogn.）属葫芦科冬瓜属一年生蔓生草本植物,是我国重要的蔬菜之一。生产上,瓜农过量施用氮肥的现象突出,不仅影响产量与品质,同时还给生态环境带来了危害。提高氮肥利用效率有利于以上问题的解决。嫁接能提高氮素的利用效率,合适的砧木是成败的关键。因此,筛选冬瓜氮高效砧木,并弄清提高冬瓜氮效率的机理具有现实的意义。本研究首先选择了11种砧木材料,分析正常氮、低氮水平下嫁接植株苗期的氮效率,筛选出不同氮水平下的氮高效砧木。其次,以本课题组推荐使用的‘海砧1号’和筛选出的低氮水平下氮高效材料为砧木进行嫁接,自根冬瓜为对照,进行2种施氮水平下氮效率的大田验证试验。同时对以海砧1号为砧木的嫁接冬瓜进行转录组分析,找出嫁接影响冬瓜氮效率的机制。最后研究以海砧1号为砧木的嫁接冬瓜的形态生理特征变化、干物质积累和养分需求规律,为冬瓜生产提供栽培技术指导。主要研究结果如下:第一,以‘铁柱168’为接穗,将11种嫁接苗和自根苗在低氮(0.5 mmol·L-1)和正常氮(14.0 mmol·L-1)下进行水培,测定苗期植株干物量、氮含量和氮素累积量,采用主成分分析和聚类分析方法,把其在正常氮水平和低氮水平下的苗期氮效率分别分为3类。其中:正常氮水平下,‘黑杆’为氮高效型,‘京欣砧1号’和‘301’为氮低效型,‘海砧1号’、‘冬砧1号’、‘黄砧1号’、‘雪藤木’、‘铠甲’、‘果砧2号’、‘京欣砧2号’、‘京欣砧5号’和自根冬瓜为氮中效型;低氮水平下,‘京欣砧1号’为氮高效类型,‘黄砧1号’和‘铠甲’为氮低效型,‘海砧1号’、‘冬砧1号’、‘雪藤木’、‘301’‘黑杆’、‘果砧2号’、‘京欣砧2号’、‘京欣砧5号’和自根冬瓜为氮中效型。第二,通过大田试验分析‘海砧1号’与‘京欣砧1号’为砧木的嫁接冬瓜和自根冬瓜在15 kg·667m-2（N15）和45 kg·667m-2（N45）两个施氮水平下的氮效率,发现N15处理水平下自根冬瓜和海砧1号嫁接冬瓜的氮素生理效率、氮素利用效率、氮素收获指数和氮肥偏生产力均显著大于京欣砧1号的嫁接冬瓜,自根冬瓜与海砧1号嫁接冬瓜均无显著差异;在N45水平下,仅京欣砧1号嫁接冬瓜的氮素生理效率显著大于自根冬瓜。说明低氮水平下京欣砧1号嫁接冬瓜的氮效率还不如海砧1号嫁接冬瓜,即苗期氮效率的筛选和大田之间存在着差异,建议进行氮效率筛选应采用两步筛选法更合适。加之海砧1号和京欣砧1号嫁接冬瓜之间产量无明显差异,所以建议生产上选用‘海砧1号’作为冬瓜氮高效砧木的材料。第三,取正常氮和低氮水平下水培的海砧1号嫁接冬瓜和自根冬瓜苗期叶片,进行转录组分析发现,正常氮下嫁接冬瓜有1639个上调和1442个下调基因,低氮下嫁接冬瓜有323个上调和337个下调基因;嫁接冬瓜在正常氮下的差异表达基因多于低氮的差异表达基因。差异基因参与了多条生物学过程和信号转导通路。在氮代谢通路中,亚硝酸还原酶、碳酸酐酶相关基因上调;在植物激素信号转导通路中,生长素相关信号转导通路显著上调,嫁接冬瓜显著提高了生长素的合成分泌,促进了植物的生长。第四,生产上建议选用‘海砧1号’作为冬瓜氮高效砧木的材料,且减施氮肥可可行的。为此,通过大田试验分析‘海砧1号’为砧木的嫁接冬瓜在不同施氮水平下的生长发育特点。结果表明,该砧木嫁接冬瓜对养分的需求量呈现钾＞氮＞磷的规律;在果实膨大期对磷素的需求量相对更多;不同施氮水平下的该砧木嫁接冬瓜叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、叶片数、蔓长、地上部干物质积累量均无显著差异,说明施氮减至15 kg·667m-2时该砧木嫁接冬瓜的生长发育并未受到影响。地上部茎、叶干物质量从开花初期至果实膨大中后期并未明显降低,说明在生殖生长时冬瓜生长中心还没有完全转移到果实,故建议在开花初期之后对植株进行适当的整枝、打顶摘心等措施,在一定程度上抑制营养器官生长,提高冬瓜果实产量。