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菊花是世界四大切花之一,其栽培面积和产量均位于花卉前列。氮肥的合理施用对菊花的生长以及其观赏品质的提高有重要意义。硝态氮是菊花根系吸收氮素的主要形式,有研究发现氮素吸收与植物根系甲基化存在一定的关系,因此我们推测菊花根系硝态氮的吸收与DNA甲基化也存在相关性。虽然菊花的甲基化目前已有一定的研究,但关于菊花基因组DNA甲基化水平与根系NO3-吸收的相关研究未见报道。因此,开展DNA甲基化与菊花根系NO3-吸收之间的关系研究,对于提高菊花根系对NO3-的利用,进一步提高菊花产量和观赏品质具有重要意义。本试验主要以菊花‘神马’为试材,在缺氮和适氮水培条件下,分别使用5-氮杂胞苷（5-azacytidine,5-azaC）和甲基供体S-腺苷酰-L-甲硫氨酸（S-Adenosyl-L-methionine,SAM）处理菊花根系,测定处理后0,5,10和15 d的根系基因组DNA甲基化水平变化、根系形态结构、根系NO3-含量以及NO3-转运蛋白基因CmNRT1.1、CmNRT2.1、CmNAR2.1的相对表达量。同时,本文检测了地上部叶片NO3-含量以及叶绿素含量和净光合速率,进一步研究了菊花根系DNA甲基化水平与根系NO3-吸收之间的关系,为提高菊花对氮素的高效利用提供理论依据。主要研究结果如下:1、5-azaC和SAM处理后,观察菊花根系基因组DNA甲基化水平。结果发现,菊花根系基因组DNA扩增条带中甲基化数为119-202条,比例为31.27%-49.55%。处理第15 d,缺氮条件下,5-azaC处理下的菊花DNA甲基化率与对照相比,降低了8.06%,而SAM处理与对照相比则增加了8.65%。适氮条件下,5-azaC处理下的菊花DNA甲基化率与对照相比,降低了6.27%,而SAM处理与对照相比则增加了6.94%。2、5-azaC和SAM处理后,观察菊花的根系形态结构。结果发现,菊花根系形态结构发生了改变。在处理第15 d,适氮条件下,与对照相比,5-azaC处理下的菊花根系的平均直径、总表面积和总体积分别显著增加了39.31%、12.60%和27.12%;而SAM处理的平均直径、总表面积和总体积和分别显著降低了32.20%、17.93%和24.44%。3、5-azaC和SAM处理后,对菊花根系NO3-含量进行测定。结果发现,缺氮条件下,5-azaC和SAM处理的菊花根系中NO3-含量与对照相比均没有明显差异,但在适氮条件下,处理第15 d,与对照相比,5-azaC处理的根系中NO3-含量增加了19.44%,而SAM处理的根系中NO3-含量减少13.89%。说明,菊花根系DNA甲基化水平的降低促进根系对NO3-的吸收,而菊花根系DNA甲基化水平的升高则抑制根系对NO3-的吸收。4、5-azaC和SAM处理后,对菊花根系NO3-转运蛋白基因CmNRT1.1、CmNRT2.1和CmNAR2.1的相对表达量进行测定。结果发现适氮条件下,根系中CmNRT1.1、CmNRT2.1和CmNAR2.1基因相对表达量均有所上升,而且比缺氮条件下的相对表达量要高。在处理第15 d,适氮条件下,菊花根系中这三个基因的相对表达量达到高峰。5-azaC处理下菊花根系NO3-转运蛋白基因CmNRT1.1、CmNRT2.1、CmNAR2.1的相对表达量与对照相比分别上调了14.29%、15.58%和36.20%,而SAM处理下这三个基因的相对表达量与对照相比分别下调了17.86%、12.99%和5.17%。5、5-azaC和SAM处理后,对菊花地上部叶片的NO3-含量、叶绿素含量和净光合速率进行测定。结果发现,在处理第15 d,适氮条件下,与对照相比,5-azaC的菊花叶片NO3-含量、叶绿素含量和净光合速率分别增加了6.50%、9.07%和10.07%;而SAM处理下的三者含量分别降低了8.70%、3.69%和5.38%。综合以上研究结果表明,菊花基因组DNA甲基化水平的降低导致NO3-转运蛋白基因CmNRT1.1、CmNRT2.1、CmNAR2.1的相对表达量的上调,从而促进菊花根系对NO3-的吸收与利用。