氮素是植物生长和发育必需的大量元素，具有“生命元素”之称。小麦是中国主要粮食作物之一，在国家粮食安全和经济发展中占有重要地位。为追求高产，在小麦生产中往往过量施用氮肥，不仅造成资源浪费，而且可能引发一系列环境和社会问题。提高作物氮素利用效率已成为当前国际研究的热点。　　本研究以不同氮素营养条件下生长的小麦品种中麦895根、叶为材料，利用RNA-Seq对小麦转录组进行了测序，对测序结果进行系统的生物学分析，筛选了氮胁迫差异表达基因并对其进行功能注释，鉴定了一批可能参与氮胁迫调控的基因。利用大田长期氮肥定位试验研究了氮素胁迫对小麦碳、氮代谢及氮素利用效率的影响。主要获得如下研究结果:　　1.利用Illumina Hiseq TM2500对中麦895根、叶总RNA高通量测序，共获得126956条转录组，其中27194条转录组分类到25个COG功能组，47590条转录组分类到56个GO功能组，25607条转录组注释到42个KEGG pathways。　　2.在低氮胁迫条件下，筛选到叶片中差异表达基因1267个，根中差异表达基因1996个。其中叶片中179个基因上调表达，1088个基因下调表达;根中868个基因上调表达，1128个基因下调表达，表明小麦对氮胁迫的响应具有器官特异性。　　3.根、叶差异表达基因被注释代谢通路主要有:氨基酸代谢、碳水化合物代谢、脂类代谢、信号传导和免疫系统，表明氮胁迫对这些代谢途径影响较大，参与这些代谢途径的基因可能与植物氮调控有关。　　4.对低氮胁迫响应基因进行了分类，鉴定得到14个氮代谢相关基因，38个转录因子基因，29个与激素合成相关或与激素发生响应的蛋白基因，69个蛋白激酶基因。　　5.PPI网络分析表明，BRADI2G40600.1、BRADI1G77050.1和Rpl2处于蛋白互作网络的结点，可能参与了氮胁迫的调节。　　6.氮胁迫条件下，2个不同品质类型小麦品种的旗叶光合速率、旗叶蔗糖含量、旗叶SPS活性、籽粒蔗糖含量、籽粒SPS活性均显著降低。氮胁迫下小麦旗叶和籽粒的碳同化能力显著下降，证明氮碳代谢间存在平衡关系，氮素营养缺乏会影响碳代谢生理过程。　　7.氮胁迫条件下，2个供试品种的开花期干物质积累量、成熟期干物质积累量、开花后干物质积累量均显著减少，而收获指数显著提高，表明氮胁迫造成小麦干物质积累能力下降，但营养器官干物质向籽粒的转移率增加。　　8.氮胁迫条件下，2个品种的旗叶可溶性蛋白质含量、旗叶NR活性、旗叶GS活性和籽粒GS活性均显著降低，说明氮胁迫造成小麦氮同化能力显著下降。　　9.氮胁迫条件下，小麦开花期氮素积累量、成熟期氮素积累量、开花前积累氮素的转移量和开花后氮素同化量均显著减少，而开花前积累氮素的转移率和开花前积累氮素对籽粒氮的贡献率显著提高，说明氮胁迫对氮素积累有负向调控效应，但对营养器官氮素向籽粒的运转有正向调控效应。　　10.氮胁迫条件下，小麦氮素利用效率、氮素吸收效率、氮素生理效率和氮素收获指数均显著提高，说明氮胁迫条件下小麦对氮素的吸收能力增加，并且营养器官氮素向籽粒的运转比例增加，因此小麦植株对氮素的整体利用率得以提升。　　11.氮胁迫条件下，籽粒蛋白质含量、沉降值、湿面筋和面团稳定时间均显著降低，说明氮胁迫可以导致小麦品质指标降低，不利于小麦优质性状的形成。　　本研究结果对于揭示植物适应氮胁迫的分子和生理机制，挖掘利用与氮高效相关的关键基因，具有重要意义。