植物生长调节物质被广泛的用于提高作物的抗逆能力和产量上。褪黑素在生物体中普遍存在,其被认为具有调控植物生长和提高植物抵抗多种逆境胁迫的能力,具有开发为植物生长调节物质的潜力。氮素缺乏严重抑制植物生长和降低作物产量,本研究通过水培和盆栽实验,研究外施褪黑素对低氮下小麦生长的调控效应及其机理,探索褪黑素作为植物生长调节物质在农业上的应用。1.在小麦苗期采用水培方法,研究了低氮、正常氮、中氮三个氮水平下外施1μmol/l褪黑素对小麦幼苗生长影响及机制。结果表明,缺氮(低氮水平)抑制了小麦的生长,降低了幼苗地上部和根系的全氮含量、氮素累积量以及植株硝态氮含量,降低了硝酸还原酶和谷铵酰胺合成酶活性。缺氮条件下外施褪黑素增加了小麦幼苗的生物量,相比不施褪黑素,其植株具有较高的硝态氮含量。氮代谢酶活性分析表明褪黑素提高了低氮下小麦硝酸还原酶谷铵酰胺合成酶活性。因此说明,外施褪黑素在缺氮调节下,通过增加根系生物量,提高了缺氮水平下氮素吸收能力,增大植株全氮含量和氮素累积量。并通过提高硝酸还原酶和谷铵酰胺合成酶活性,增加了低氮水平下氮素的转运能力。结果表明,外施褪黑素对低氮水平下小麦幼苗生长有促进作用。2.通过小麦土培盆栽试验,研究了低氮(缺氮)和正常氮水平下浸种并喷施1mmol/l褪黑素对其产量的影响。研究结果表明,外施褪黑素增加了小麦生物量,并使株高保持在适宜水平,同时增大了旗叶和秸秆中的全氮含量。并通过增加小麦单株穗数、穗粒数和千粒重增加了小麦单株产量。但是外施褪黑素降低籽粒蛋白量,降低了氮向籽粒中转运比例。上述结果表明,外施褪黑素可以提高小麦的产量,但是存在降低品质的风险。综上所述,外施褪黑素通过增加根系,提高硝酸还原酶谷铵酰胺合成酶活性来促进缺氮下小麦的生长,降低氮缺乏的抑制作用和提高小麦的产量。