小麦（Triticum aestivum，AABBDD）是世界上仅次于水稻的第二大粮食作物，是我国第三大粮食作物，也是我国重要的商品粮和战略储备粮，在国家粮食安全中具有突出地位。氮肥作为生命元素，在保障小麦高产稳产中具有重要作用。然而，由于小麦遗传基础狭窄，其本身可利用的氮高效遗传资源贫乏，严重阻碍了小麦氮高效育种进展。因此，从小麦近缘植物中鉴定和发掘氮高效基因，为小麦氮高效育种提供优异种质资源已刻不容缓。粗山羊草(Aegilops tauschii,2n=14，DD)作为普通小麦D染色体组的供体，分布广泛，从低纬度的高温、高湿地区到高纬度、高海拔的冷寒、土壤贫瘠地区都有分布，不同的气候环境使粗山羊草变异类型异常丰富，普遍具有抗各种生物和非生物胁迫、耐瘠薄等性状特点，并且，粗山羊草基因组与小麦D基因组完全同源，与四倍体小麦Langdon合成双二倍体的方法也已日臻完善并成熟，因此，利用粗山羊草花粉与四倍体小麦Langdon杂交产生双单倍体(DH)群体成为可能。本研究在筛选粗山羊草氮高效基因型的基础上，探讨了粗山羊草基因组与四倍体小麦(AABB)合成双二倍体后氮利用效率的变化，构建了含有氮高效基因的粗山羊草-Langdon DH群体。　　1、对30份粗山羊草材料的盆栽和水培试验结果表明，粗山羊草具备耐瘠型植物的典型特征，在低氮条件下能够保持一定的生物产量，对高氮供应不敏感。不同粗山羊草的氮素累积及利用效率之间存在显著的基因型差异。在低氮和高氮处理下，粗山羊草材料京Y225、京Y221苗期和成熟期均获得了较高的生物产量，是粗山羊草中典型的氮高效基因型。粗山羊草京Y176、京Y98在低氮和高氮处理下，成熟期穗部干重及氮素利用效率均表现很差。　　2、对7份小麦—长穗偃麦草异代换系{1E(1D)、2E(2D)、3E(3D)、4E(4D)、5E(5D)、6E(6D)和7E(7D)}和7份小麦-长穗偃麦草异附加系（分别附加长穗偃麦草1E、2E、3E、4E、5E、6E和7E染色体）在高低氮水平下进行的盆栽试验结果表明，不管低氮还是高氮处理，小麦—长穗偃麦草异代换系和其相应的长穗偃麦草异附加系之间在植株生物量的累积以及氮累积相关性状上均存在显著差异。由于小麦—长穗偃麦草异代换系和其相应的长穗偃麦草异附加系之间只有一对D基因组的区别，这些氮素利用相关性状的差异是由不同D染色体所导致的，因此，D基因组的每一条染色体对小麦氮吸收累积相关性状均有其独特作用。特别是1D、2D、4D、6D染色体对小麦籽粒产量和籽粒氮累积量贡献显著。　　3、对10份不同基因型Langdon-粗山羊草合成双二倍体及其亲本成熟期氮利用效率变化进行了苗期营养液培养和成熟期盆栽试验研究。结果表明，合成双二倍体材料具备获得比小麦更高生物产量及氮累积量的潜力。低氮处理下，合成双二倍体的干物质累积量（籽粒干重、茎叶干重、颖壳干重和总干重）和氮累积量（籽粒氮累积量、茎叶氮累积量、颖壳氮累积量和总氮累积量）均高于普通小麦豫麦47，表明合成双二倍体在低氮条件下可以获得比普通小麦更高的干物质累积量和氮累积量。然而，这10份双二倍体材料氮素利用效率低于普通小麦豫麦47，这可能是由于普通小麦经过长期的人工选择，在人工选择过程中，氮素利用效率是优选指标之一，而双二倍体作为新合成的材料，没有经过人工选择，而且DD基因组与AABB基因组之间存在复杂的互作关系，它们之间的协调还需要一个长期的过程。　　4、以筛选出的氮低效粗山羊草京Y176和氮高效粗山羊草京Y225与四倍体小麦Langdon合成了双二倍体，经幼胚拯救和人工培养，获得了人工合成双二倍体材料Langdon-京Y225。　　5、在高、低氮两个水平下分别对粗山羊草(RL5263和京Y225)、Langdon和双二倍体（SW21和Langdon-京Y225）在铵态、硝酸根、铵根+硝酸根离子处理下的氮相关性状进行了测定。结果表明，供试材料对铵根离子有偏好，在铵根离子处理下，其地上部干重、地下部干重、地上部氮累积量均高于其他氮处理;铵根离子处理的营养液的pH降低迅速，而硝酸根处理pH值变化较小，表明这些材料苗期对铵根离子的吸收能力更强。铵根离子处理下各材料的叶绿素含量高于其他处理，双二倍体SW21、Langdon-京Y225植株的叶绿素含量高于亲本粗山羊草以及Langdon。　　6、利用耐低氮高效粗山羊草材料京Y225和耐低氮低效粗山羊草材料RL5263杂交产生杂种F1，该杂种F1花粉授粉具有染色体自然加倍基因的四倍体小麦Langdon可获得Langdon-粗山羊草单倍体种子，目前已经获得136株Langdon-粗山羊草单倍体植株，该单倍体植株种植后，经染色体田间自然加倍后可创建Langdon-粗山羊草双单倍体(DH)群体，为今后利用该群体对氮素利用效率高效基因进行分子标记定位奠定了基础。