营养元素是影响作物生长发育的重要因子,营养元素缺乏(以下简称缺素)严重制约作物的产量和品质。目前,关于油菜缺素的研究主要集中在氮、磷、钾、硼对其产量及地上部表型的影响,而不同缺素对油菜叶片色素含量、根系形态、养分吸收等方面影响的研究较少。本研究以甘蓝型油菜品种“中双11”为试验材料,采用营养液水培方法,研究氮、磷、钾、钙、镁、硼、铁、铜、锌缺乏胁迫下油菜缺素症状、叶片色素含量、根系形态、养分吸收利用的变化趋势。此外,利用qRT-PCR技术,分析油菜根系形态影响较大的缺素处理对根系生长相关基因表达量的影响,初步探讨油菜缺素影响根系形态变化可能的原因。主要结果如下:(1)不同缺素对油菜地上部生长有着不同程度的影响,大量元素氮、磷、钾的缺乏对其生长的影响较为明显;中微量元素钙、镁、硼、铁、铜、锌的缺乏也不同程度地抑制了油菜的生长。缺素对叶片叶色及色素含量影响显著,叶色变化与叶绿素和花青素含量变化趋势相似,氮、磷、钾、硼、铁等元素的缺乏显著降低新叶叶绿素含量;而氮、磷、硼的缺乏显著增加了叶片尤其是老叶的花青素含量。(2)不同缺素对油菜根系形态变化的影响较为显著,缺氮显著增加油菜主根和总侧根的长度,处理28天后与对照相比分别增加了130.7%和68.4%;缺磷、缺铁在处理28天后总侧根长显著增加。而缺钾、缺钙、缺硼极显著地抑制了油菜主侧根的生长,处理28天后主根长和侧根长分别降低了33.8%、35.1%、41.4%和88.6%、62.1%、80.8%。(3)不同缺素对油菜叶片各元素浓度和累积量也有一定程度的影响。除钾、铁外,叶片中其他元素浓度在大多数缺素处理下均呈增加趋势,而缺氮显著降低了叶片钾和铁的浓度;此外,除缺铁处理外,叶片各元素累积量在不同缺素下都呈降低趋势。与叶片相比,除了铁、铜、锌外,根系其他元素浓度的变化相对不明显,而累积量大多呈下降趋势,其中铁浓度和含量在不同缺素下的变化都较为显著,浓度呈增加趋势,而累积量在氮、钙、镁缺乏时都显著增加。(4)缺氮和缺硼处理下油菜根系形态的变化是上述不同缺素处理中比较极端的两种情况,缺氮胁迫促进了油菜根系的生长发育,该处理下油菜细胞壁代谢相关基因,例如扩张蛋白(EXPB)基因、纤维素合成酶基因(CESA)、木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶基因(XTH)的表达量都显著上调,而缺硼处理下纤维素合成酶、木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶基因的表达量显著降低,与缺氮处理表现出相反的变化趋势,可能最终抑制了油菜根系的生长发育。本研究对不同缺素处理下油菜营养生长、叶片色素含量、根系形态、养分吸收利用及根系生长相关基因的表达进行了全面系统分析,为解析油菜缺素胁迫下根系形态变化可能的原因,以及根系应对缺素胁迫的生理及分子机理研究提供了前期理论基础。