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氮素是植物需求量最大的矿质元素,氮肥也是农业生产中投入最多的化学肥料。近年来氮肥用量持续增加而作物产量增长停滞,导致养分损失,使温室效应、水体富营养化和土壤酸化等环境问题日益严重。因此,减少氮肥用量不仅节约经济成本,而且能显著降低由此带来的环境风险。开发并施用新型肥料、优化田间管理是减少氮肥用量的主要措施,提高作物氮效率也是一条重要途径。甘蓝型油菜作为全球主要作物之一,氮需求量高、氮素吸收能力强,但将吸收的氮素转化为籽粒产量的能力（氮素利用效率,NUtE）很低。明确不同品种甘蓝型油菜氮利用效率的遗传变异及其生理机制是提高油菜NUtE的基础。本研究以甘蓝型油菜为对象,通过生物培养试验筛选氮高效基因型油菜,确定与NUtE密切相关的生物学性状,查明不同氮效率油菜性状产生差异的原因,结合表型数据确定候选基因进行深度重测序,筛选与甘蓝型油菜氮效率基因型差异显著关联的SNP位点,为最终揭示油菜高效利用氮素的分子机制提供科学依据。主要结果如下:（1）氮素收获指数、籽粒产量、收获指数与每角粒数可作为甘蓝型油菜氮高效品种筛选的重要指标。田间和盆栽试验结果表明,无论在高氮还是低氮条件下,油菜氮素收获指数（籽粒氮占植株氮的比例）、收获指数（籽粒产量占植株生物量比例）、籽粒产量与每角粒数均与NUtE显著正相关。从50份甘蓝型油菜材料中筛选得到了盆栽和田间条件下表型稳定的5个高氮高效、6个高氮低效、4个低氮高效与4个低氮低效基因型油菜。氮高效油菜基因型的氮素收获指数、收获指数、籽粒产量与每角粒数均显著高于氮低效基因型。经过两年盆栽试验进一步验证,筛选得到无论高氮和低氮条件下都存在显著基因型差异的氮高效基因型浙油18与氮低效基因型油菜Sollux。（2）氮高效基因型较高的氮收获指数源于较高的花后氮素吸收,这与生殖生长期叶片延缓衰老有关。各氮效率基因型氮素收获指数及NUtE差异来自籽粒氮素累积量差异,和植株总吸氮量不相关。氮高效基因型和氮低效基因型籽粒氮中来自营养器官再转移的氮差异不显著,但氮高效基因型籽粒氮中来自生殖生长期根系氮吸收的氮显著高于氮低效基因型。开花初期氮高效和氮低效油菜品种植株氮素累积量、各器官含氮量、生物量及植株光合速率均无显著差异,表明营养生长阶段氮高效和氮低效油菜品种根系氮素吸收能力和光合碳代谢能力相似。但生殖生长中后期（开花后50天）,氮高效油菜品种绿叶含氮量、角果生物量与根系氮素吸收能力均显著高于氮低效品种,表明生殖生长时期叶片衰老、角果发育与根系氮素吸收可能相互影响;结合氮效率品种间氮素转移率及氮素转移量无显著差异的试验结果,表明氮高效品种叶片延缓衰老并没有影响氮素再转移。对氮高效与氮低效品种叶片进行转录组分析,发现生殖生长阶段氮高效基因型下部成熟叶片衰老程度弱于氮低效品种,且有更强的光合碳代谢过程,表明氮高效品种叶片持绿,维持更长时间的光合功能,可能为根系氮素吸收及角果发育提供碳源;氮低效品种叶片衰老更快,不能持续为根系氮素吸收提供碳源和能量,导致根系氮素吸收能力降低。（3）甘蓝型油菜NPF8.3基因单核苷酸多态性和与氮效率显著关联,且不受外界供氮水平影响。从文献中搜集84个甘蓝型油菜品种苗期叶片硝态氮含量数据与田间高氮、低氮条件下28个品种成熟期产量数据。基于前期研究结果,针对可能影响氮效率及花后氮素吸收、每角粒数形成与氮素分配等性状的基因如谷氨酰胺合成酶（GS）、NAC（（?）AM,（?）TAF1,（?）UC2）转录因子家族、NPF5（（?）RT1/（?）TR （?）amily）、NPF8与SMG7（（?）UPPRESSOR WITH （?）ORPHOGENETIC EFFECTS ON （?）ENITALIA7）等基因,在84个品种中进行深度重测序,检测这些基因的单核苷酸多态性（SNP）,发现存在与成熟期产量显著关联的引起氨基酸序列改变的SNP位点。与田间高氮条件下籽粒产量显著关联的非同义突变位点有:NPF8.3基因Bna A09g56930D cDNA第825位、第826位及第1381位。与田间低氮条件下籽粒产量显著关联的非同义突变位点有:NPF8.3基因Bna A06g09430D cDNA第983位;Bna A09g56930D cDNA第825位、第826位与第1381位;BnaC08g39460D cDNA第119位、第293位、第310位、第365位、第850位、第1172位与第1570位。NPF5基因BnaC03g22680D cDNA第854位;BnaC04g47170D cDNA第520位、第647位、第857位、第874位、第878位、第879位、第880位与第1591位。其中NPF8.3基因Bna A09g56930D（影响叶片衰老）的两个非同义突变在高氮与低氮下均与籽粒产量显著关联。综上所述,氮素收获指数、收获指数、籽粒产量和每角粒数均与甘蓝型油菜氮素利用效率密切相关。氮高效基因型油菜通过延长花后叶片持绿功能期,为根系提供光合产物与能量,维持其花后氮素高效吸收。进一步解析与甘蓝型油菜基因型间氮效率变异显著关联的NPF8.3 SNP位点,有助于深入研究甘蓝型油菜氮素高效利用的分子机制,培育具有氮素高效利用能力的油菜品种。