氮素是植物生长所必需的大量营养元素之一。但是氮素利用效率不高以及过度施用氮肥造成的环境污染是我国小麦生产面临的重要挑战。因此,筛选氮高效利用小麦品种,挖掘氮高效利用基因,阐明植物氮高效利用分子机制对于小麦生产具有重要的意义。氯酸盐作为硝酸盐的类似物可以被植物吸收,氯酸盐被植物吸收后所形成的亚氯酸盐对植物有毒害作用。本研究采用氯酸盐敏感性试验来模拟小麦硝酸盐的吸收和同化过程,收集362份小麦品种构建自然群体,经氯酸盐处理后,测定苗期的株高计算氯酸盐抑制率,进行全基因组关联分析以鉴定小麦氮素吸收的相关位点。此外,本研究还通过氯酸盐敏感性试验筛选得到1个耐低氮小麦品种和1个不耐低氮小麦品种,对这两个小麦品种进行低氮胁迫下的转录组测序,通过分析差异表达基因,鉴定小麦氮高效相关基因及相关调控途径。主要研究结果如下:1.调查362份小麦品种氯酸盐处理后的苗高并计算抑制率,分别采用一般线性模型（GLM）、混合线性模型（MLM）、固定和随机的循环概率统一模型（Farm CPU）、渐进排他性关系（SUPER）和多位点混合模型（MLMM）五种模型对氯酸盐处理后的苗高抑制率进行全基因组关联分析,多模型共同定位到了17个氮吸收及利用相关的位点。其中,QTL q SS-1A-7中的SNP AX-108739059在四个模型中均为最显著SNP。QTL q SS-1A-2、q SS-1A-3和q SS-6B-1与前人已报道的氮相关位点相重叠。此外,QTL q SS-1A-11中的基因RAP2.4（Traes CS1A02G411100.1）和QTL q SS-1A-10中的基因GBF1（Traes CS1A02G409800.1）的拟南芥同源基因与已知的氮代谢相关基因存在相互作用。2.通过氯酸盐敏感性试验结果筛选得到1份耐低氮品种新麦26和1份不耐低氮品种洛麦23并对其进行正常氮（CK,2 m M N）和低氮（LN,0.2 m M N）处理,低氮处理后两个品种的苗高、叶长、干重、鲜重、叶绿素含量、总氮含量和氮素积累量等性状相对于正常处理都有不同程度的降低,根长有不同程度的伸长。并对这些性状计算耐低氮系数（LN/CK）,新麦26的耐低氮系数均高于洛麦23,这与氯酸盐敏感性试验的结果相一致。3.对新麦26和洛麦23两个小麦品种正常氮和低氮处理12h后的根部和叶片进行转录组测序。在新麦26的根中共检测到氮处理相对于正常处理的差异表达基因895个,包括565个和330个上调和下调基因。在新麦26的叶中共鉴定到差异表达基因2639个,其中包含1773个上调基因和866个下调基因。洛麦23的根中检测到553个上调基因和367个下调基因,共920个差异表达基因。洛麦23的叶中共鉴定到2664个差异表达基因,包括1583个和1081个上调和下调基因。4.选择只在耐低氮品种新麦26中特异差异表达的基因和在两个品种中都有差异表达且在这两个品种中差异表达倍数相差较大（即两个品种log2（fold change）的比值大于3或小于0）的基因,作为候选基因进一步分析,发现Ca2+介导的三个通路中的部分基因在耐低氮品种新麦26中上调表达,但是在不耐低氮品种洛麦23中没有显著差异或显著下调,这些基因包括植物-病原相互作用途径中的CLM9、CPK7/16、RBOHC和WRKY33;植物MAPK信号途径中的基因MPK5、ACS1和WRKY33和磷脂酰肌醇信号途径中的基因CML9和DGK5。5.将关联分析结果与转录组测序结果比对分析发现,在多模型定位到的17个位点的候选基因中,7个基因在转录组中也被检测到,它们分布在6个不同位点,其中5个基因为高信度注释。其中富含亮氨酸的重复受体激酶（Traes CS1A02G006000）和乙烯转录因子（Traes CS1A02G411100）在低氮胁迫下表达量上调,CTP合酶（Traes CS1A02G411600）、蛋白激酶（Traes CS7A02G507700）和谷胱甘肽转移酶（Traes CS3A02G488200）在低氮胁迫下表达下调。此外,在上述6个区域中还发现了16个基因与目前已知的氮代谢相关基因存在潜在互作关系。这些基因也可能参与了小麦低氮胁迫的响应过程。