碳氮代谢作为植物体内最基本的物质和能量代谢过程，不仅影响植物的生长发育，还影响水稻产量和品质的形成。谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸脱氢酶（GDH）是碳氮代谢的关键酶，其表达活性直接影响水稻机体内的碳氮平衡和碳氮代谢过程。本研究以水稻“9311和两优培九”为材料，通过外施不同水平氮素实验，从生理活性、转录和蛋白表达3个水平上分析水稻碳氮代谢过程中相关关键酶的表达情况，特别是对GS和GDH的影响，探讨在不同的氮素处理下GS和GDH在水稻碳氮代谢中的作用及水稻在外界氮素胁迫情况下如何维持碳氮代谢的相对平衡的机制。实验结果如下：1通过测定不同氮素水平处理下淀粉酶活性、转化酶活性、硝酸还原酶活性、GS活性和GDH活性等，结果表明：随着外源施氮量的增加，水稻体内无机氮的含量增加，硝酸还原酶和GS等氮代谢中的关键酶的活性增加。氮素增加能显著促进光合碳固定、转化酶和淀粉酶等碳代谢关键酶的活性增加，来加速淀粉和蔗糖等的转化，从而为氮代谢提供碳骨架。因此，随着施氮量的增加，氮、碳代谢都会相应加强。由于两优培九和9311对氮素的响应机制不同导致对氮素的利用的差异，两优培九在氮素利用上表现出杂种优势。2通过测定GS和GDH同工酶在不同氮素水平的的表达量，结果表明：低氮处理能显著促进9311和两优培九GS1的mRNA的表达；在9311和两优培九中GS2发挥不同的功能，低氮处理能显著促进9311GS2的mRNA的表达，高氮处理显著促进两优培九中GS2的mRNA的表达；低氮显著促进两优培九的GDH1、GDH2、GDH3和GDH4的mRNA的表达。高氮处理能促进了两优培九GDH1的mRNA的表达，抑制了GDH4的mRNA的表达，GS和GDH的同功酶在低氮和高氮处理下，通过不同的响应，来适应外界的胁迫。与1N相比，9311和两优培九的GS1蛋白在1/4N和2N处理下的表达量均升高；两优培九的GDH1蛋白在1/4N处理上调表达的，在2N处理GDH1的蛋白表达量下降的，9311和两优培九的GS1在转录水平和蛋白水平的变化相一致，GDH1在转录水平和蛋白水平的变化表现出差异。两优培九在低、高氮处理下，能做出相应的应答反应，表现出了杂种优势，9311和两优培九具有不同的氮素利用机制。