ACC 对不同氮效率油菜生长后期硝态氮再利用的调控机理

余 音，卢 胜，宋海星，官春云，陈柯豪，张振华*

（1 湖南农业大学资源环境学院/南方粮油作物协同创新中心/土壤肥料资源高效利用国家工程实验室/农田污染控制与农业资源利用湖南省重点实验室/植物营养湖南省普通高等学校重点实验室，湖南长沙 410128；2 国家油料改良中心湖南分中心，湖南长沙 410128）

ACC 对不同氮效率油菜生长后期硝态氮再利用的调控机理

余 音1，卢 胜1，宋海星1，官春云2，陈柯豪1，张振华1*

（1 湖南农业大学资源环境学院/南方粮油作物协同创新中心/土壤肥料资源高效利用国家工程实验室/农田污染控制与农业资源利用湖南省重点实验室/植物营养湖南省普通高等学校重点实验室，湖南长沙 410128；2 国家油料改良中心湖南分中心，湖南长沙 410128）

【目的】研究了进一步解析乙烯对油菜生长后期硝态氮再利用的影响，揭示植株生长后期氮素再利用的生理机制。【方法】以氮高效油菜品种湘油15 (27号) 与氮低效油菜品种814 (6号) 为试验材料，在15 mmol/L氮水平下，每7天浇灌一次50 mL 100 μmol/L 1-氨基环丙烷-1-羧酸 (1-am-inocyclopropane-1-carboxylic acid，简称ACC)，研究ACC对植物生长后期 (花期、收获期) 氮素再利用的影响及其与氮素利用效率 (NUE) 的关系。并用拟南芥野生型 (col.0) 和突变体 (nrt1.5) 材料作为验证，分别于玻璃顶网室和22℃恒温培养室进行砂培试验。【结果】ACC处理显著抑制了油菜BnNRT1.5的表达，且植株的衰老可以显著诱导BnNRT1.5的表达。相对于对照处理，ACC处理植株韧皮部汁液的再转运能力显著降低，导致下部叶含量显著升高，中部叶含量显著下降，上部叶含量无显著变化，进而导致植株含氮量和籽粒含氮量显著提高，以及以生物量和籽粒产量为基础的氮素利用效率 (NUE) 显著降低。由此推测，油菜生长后期氮素的再利用能力受到NRT1.5基因的显著调控。拟南芥野生型和突变体材料的验证结果表明，相对于拟南芥野生型 (col.0) 材料，拟南芥nrt1.5植株生长后期相对于col.0有更多的累积在植株衰老叶片中，更少的通过韧皮部转运到生长旺盛的新叶，植物生长后期氮素从老叶向新叶转运的再利用能力显著降低。【结论】油菜生长后期氮素的再利用能力受到ACC的显著调控，油菜和拟南芥NRT1.5基因表达量分别受到抑制或者发生基因突变时，会导致植株韧皮部汁液再转运量减少，更多累积在衰老叶片中而不能得以高效的再利用。因此，调控油菜生长后期NRT1.5的表达，提高油菜生长后期氮素的再转运和利用可以作为提高氮素利用效率的有效手段。

油菜；NRT1.5；ACC；氮素再利用；氮素利用效率

氮 (N) 是作物生长所必需的营养元素之一，而生长后期氮素再利用是决定作物产量至关重要的因素之一[1–2]。据统计，目前油菜氮肥施用量已达200～300 kg/hm2，氮肥利用效率则不超过40%，造成了大量资源浪费和严重的环境问题[3]。硝态氮是旱地土壤中氮素的主要形态，是作物的重要氮源，高效利用从土壤中吸收的并且累积在体内是作物应对缺氮环境的重要保证[4]。在蔬菜研究领域，在叶片的累积和再利用一直是研究热点[5–6]，但对经济作物有关的研究不多。

大量研究表明，开花前植物体内贮存的氮向籽粒的重新分配要比开花后期吸收的氮对籽粒氮贡献更重要[7]，在作物收获期籽粒中50%～90%的氮来自营养器官氮素再利用[8]的再利用与氮素利用效率密切相关，开花后作物对氮素的吸收减少，油菜角果和花中氮的累积主要靠内源氮的再转运，再利用量高的植株氮素利用效率也高[9–11]。再分配对植株库器官发育乃至整个植株的代谢生理都能够产生重要影响。

植物生长后期氮素再转移主要由植株韧皮部来运输，NRT1.7基因的分离及其功能鉴定打破了无机氮不参与氮素再分配的传统理论，可以通过叶片、根部韧皮部被直接转运[12–14]。迄今共发现3个NRT家族成员参与韧皮部运输：NRT1.7、NRT1.9、NRT2.4，其中AtNRT1.7是叶片再分配的重要调节基因[12]，AtNRT1.9基因具有根部韧皮部装载的功能[13]，AtNRT2.4参与地上部韧皮部的运输过程[14]。AtNRT1.5作为NRT1家族成员之一，具有装载根部木质部的功能[15]。近年研究发现，拟南芥突变体nrt1.5中在根与茎中的分配比例发生变化，有更多的留在了植物根部[16–17]。乙烯是调控生长发育、成熟衰老的重要内源激素，具有影响果实成熟及植物的衰老等多种功能[18–19]。最近有研究表明，乙烯对拟南芥AtNRT1.5的表达有影响，在乙烯前体ACC的作用下AtNRT1.5表达量被抑制[20]。随着拟南芥NRT家族基因的相继克隆，越来越多转运蛋白的具体功能被鉴定，但NRT家族基因的功能很少能在农作物生产实践中得到验证。通过前人的研究发现NRT1.5基因对的转运具有很强的调控能力，因此猜想NRT1.5基因是否会对油菜生长后期叶片氮素营养的再利用起到一定的调控作用？

基于上述假设，本文以氮高效品种湘油15 (27号) 与氮低效品种814 (6号) 为试验材料，用不同基因型拟南芥 (col.0、nrt1.5) 材料作为验证，分别进行盆栽试验，研究转运蛋白BnNRT1.5对油菜生长后期累积和再利用的影响，进一步明确NRT1.5在植物生长后期再利用过程中的作用，为进一步揭示油菜生长后期氮素再利用的调控机理及其与NUE的关系提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

油菜试验于2015～2016年在湖南农业大学资源与环境试验基地的玻璃网室中进行，通风效果较好，与室外环境相通。供试油菜品种为本课题组经过大田试验筛选出的氮高效品种湘油15 (27号) 和氮低效品种814 (6号)，其氮高效品种的氮素吸收与利用效率均高于氮低效品种。于2015年10月5日大田育苗，11月10日移栽，用32 cm × 23 cm × 24 cm红色塑料桶培育，每桶育一株，以水和稀盐酸清洗干净的珍珠岩作基质，进行砂培试验。在油菜不同生育期施用Hoagland完全营养液，每5天浇灌一次营养液，苗期、抽苔期、开花期、角果期浇灌量分别为400、750、500和250 mL[9]。营养液氮水平为15 mmol/L。于花期初期 (3月初) 开始浇灌1-氨基环丙烷-1-羧酸 (1-am-inocyclopropane-1-carboxylic acid，ACC)，每7天浇灌一次，ACC体积为50 mL，浓度为100 μmol/L，以浇灌等量清水作为对照处理 (CK)。每个处理重复3次。

拟南芥试验于湖南农业大学资源环境学院温室中进行，室内温度控制在22℃，光照强度为80～200 mmol/(m2·s)，16 h 光照/8 h 黑暗。试验为砂培试验，选取拟南芥野生型 (col.0) 和突变体 (nrt1.5-3，以col.0为背景的NRT1.5突变体) 材料[20]。育苗基质为蛭石∶珍珠岩 = 3∶1，发芽一周后移栽，采用10 cm × 10 cm × 10 cm 塑料盒子培育 (外壁用黑色塑料袋包裹避光)，以洗净的珍珠岩作基质，每盒培育8株。每5天浇灌一次1/4 Plant Nutrient Solution (PNS)营养液[20]，苗期、抽苔期、开花期、角果期浇灌体积分别为100、150、100、50 mL。营养液氮水平均为2.25 mmol/L，每个突变体重复4次，随机区组排列。

1.2 取样及测定方法

在油菜盛花期，摘取3株下、中、上部 (从下往上数第1、3、6叶位) 各一片叶，分别洗净、擦干、剪碎并称取1.00 g样品，用于不同叶位含量的测定，重复3次；剪取油菜的最下端两片 (老叶) 叶柄及从下往上数第10、11片 (新叶) 叶柄，迅速将其平整面插入装有15 mL 10 mmol/L的EDTA-Na2溶液中，黑暗中，25℃恒温5小时，收集韧皮部汁液[21]，提取液用于油菜老叶和新叶的韧皮部汁液含量测定；在油菜花期和角果初期分别取地上生长健壮部叶片混匀，液氮速冻，于–80℃冰箱保存，用于测定BnNRT1.5的表达量。收获期样品于105℃下杀青，60℃～70℃烘干、称重，用于测定植株全氮，重复5次。在拟南芥盛花期，取8株莲座叶混合样、茎上叶混合样分别作为老叶、新叶，剪碎后称取0.500 g用于测定鲜样NO3–的含量；韧皮部汁液收集液体积为1 mL，收集方法同上；在80%～90%角果变黄时收获，杀青、烘干后称重，用于测定全氮。

NO3–含量用可见光分光光度计法测定[22]；全氮测定采用浓硫酸–双氧水消化[23]，用AA3连续流动分析仪 (型号: Auto Analyzer 3，德国) 测定[24]；提取叶片RNA并转换成cDNA，采用表1的目标基因和参考基因的引物序列进行qPCR扩增[20]，测定BnNRT1.5的相对表达量。

计算公式[25]：

籽粒产量为基础的氮素生理效率 = 籽粒产量/植株全氮总量

生物产量为基础的氮素生理效率 = 生物产量/植株全氮总量

氮收获指数 (NHI) = 籽粒全氮/植株全氮总量收获指数 (HI) = 籽粒产量/生物产量

变化率 = (处理值 – 对照值)/对照值 × 100%

1.3 数据分析与处理

试验所得数据用Microsoft Excel软件计算，用DPS软件统计分析。

2 结果与分析

表1 油菜qRT-PCR的引物序列表Table 1 Sequences of qRT-PCR primer for rape

表2 不同氮效率油菜花期不同叶位量及比例Table 2 content and proportion in different leaves of different B. napus genotypes at flowering stage

表2 不同氮效率油菜花期不同叶位量及比例Table 2 content and proportion in different leaves of different B. napus genotypes at flowering stage

注 （Note）：数据后不同小写字母表示横排数据差异达 5% 显著水平 Values followed by different lowercase letters indicate the horizontal data significant differences at the 5% level. 不同大写字母表示竖排数据比较差异达 5% 显著水平 Values followed by different capital letters indicate the vertical data significant differences at the 5% level.

下部叶/上部叶Lower/upper leaf(%)6 号 CK 88.68 ± 8.77 cB 328.77 ± 10.32 bA 442.85 ± 17.25 aA 26.64 D 19.92 C No.6 ACC 253.44 ± 27.30 bA 147.56 ± 15.46 cB 500.10 ± 37.86 aA 161.45 B 51.13 B变化率 Change rate (%) 185.8 –95.6 12.9 27 号 CK 82.93 ± 2.02 bB 114.93 ± 39.296 aB 142.41 ± 25.87 aD 77.11 C 59.37 B No.27 ACC 246.60 ± 53.50 aA 113.10 ± 32.006 bB 231.60 ± 41.50 aC 220.99 A 105.98 A变化率 Change rate (%) 197.4 –1.6 62.6品种Genotype处理Treatment下部叶Lower leaf(μg/g)中部叶Middle leaf(μg/g)上部叶Upper leaf(μg/g)下部叶/中部叶Lower/middle leaf(%)

表3 不同氮效率油菜花期老叶、新叶韧皮部汁液中含量及比例Table 3 content and proportion in phloem sap of the old leaves and new leaves in different B. napus genotypes

表3 不同氮效率油菜花期老叶、新叶韧皮部汁液中含量及比例Table 3 content and proportion in phloem sap of the old leaves and new leaves in different B. napus genotypes

注 （Note）： 数据后不同小写字母表示横排数据间差异达 5% 显著水平 Values followed by different lowercase letters indicate the horizontal data significant differences at the 5% level. 数据后不同大写字母表示竖排数据间差异达 5% 显著水平 Values followed by different capital letters indicate the vertical data significant differences at the 5% level.

品种 Genotype 处理 Treatment 老叶 Old leaf (μg/mL) 新叶 New leaf (μg/mL) 老叶/新叶 Old/new leaf (%)6号 CK 23.95 ± 1.43 bA 46.57 ± 9.34 aA 52.39 ± 7.45 B No.6 ACC 12.05 ± 2.70 bB 27.76 ± 3.93 aB 43.08 ± 3.41 B变化率 Change rate (%) –49.69 –40.39 27号 CK 22.76 ± 3.22 bA 28.71 ± 1.43 aB 79.60 ± 13.43 A No.27 ACC 13.24 ± 1.49 bB 28.78 ± 2.86 aB 45.97 ± 1.37 B变化率 Change rate (%) –42.83 0.24

2.2 ACC处理对油菜产量及氮效率的影响

表4结果表明，27号生物产量、籽粒产量、籽粒含氮量、收获指数、氮收获指数和NUE (生物产量/植株全氮) 均显著高于6号品种，植株含氮量和植株全氮差异并不显著。

不同品种油菜对ACC的响应存在差异。6号品种ACC与CK相比，生物产量、籽粒产量、NUE(生物产量/植株全氮)、NUE (籽粒产量/植株全氮) 显著降低，但籽粒含氮量却显著提高；27号品种ACC与CK相比，ACC植株全氮和收获指数显著提高，虽然生物产量差异不显著，但NUE显著低于CK。

表4 不同基因型油菜产量及氮效率的变化值Table 4 The variation of seed yield and N use efficiency of different B. napus genotypes

2.3 油菜BnNRT1.5基因表达量对ACC的响应

图1表明，ACC处理之后，27号和6号在花期以及角果初期BnNRT1.5的表达量显著下降。说明ACC处理可以显著抑制油菜生长后期BnNRT1.5的表达。相对于盛花期，角果初期BnNRT1.5的表达量显著升高，表明衰老对于BnNRT1.5的表达有强烈诱导作用。

2.4AtNRT1.5对拟南芥叶片及韧皮部汁液中含量及分配的影响

表5表明，col.0老叶中含量显著低于新叶，含量老叶/新叶为59.0%，但在nrt1.5-3中却相反，老叶中含量显著高于新叶，含量老叶/新叶为153.1%。说明AtNRT1.5突变之后，在拟南芥老叶中显著积累。

由表6看出，AtNRT1.5突变导致拟南芥韧皮部汁液含量和分配改变。col.0新叶韧皮部汁液含量为45.30 μg/mL，显著高于其老叶中含量。nrt1.5-3新叶韧皮部汁液含量为 59.07 μg/mL，显著低于其老叶中含量。与col.0相比，突变体nrt1.5-3新叶韧皮部汁液含量下降67.3%，达到差异显著水平；老叶韧皮部汁液含量下降 36.7%，达到差异显著水平。col.0韧皮部含量老叶/新叶比例为45.6%，而nrt1.5-3中比例高达87.9%。说明AtNRT1.5突变影响植株韧皮部汁液中在库源之间的再运输，老叶中通过韧皮部向新叶的转运减少，这是导致突变体nrt1.5-3老叶显著积累的主要原因之一。

图1 不同油菜基因型地上部BnNRT1.5相对表达量Fig. 1 Relative expression of BnNRT1.5 in shoot of B.napus genotypes

2.5AtNRT1.5对拟南芥产量及氮效率的影响

收获期产量及氮效率是评价植株生长情况的重要指标。从表7可知，拟南芥植株nrt1.5-3含氮量、籽粒含氮量显著高于col.0。nrt1.5-3生物产量、籽粒产量、籽粒全氮、NUE (籽粒产量/植株全氮) 和NUE(生物产量/植株全氮) 均显著低于col.0。可见，拟南芥AtNRT1.5基因突变会导致植株的生物量、籽粒产量、收获指数、氮收获指数和NUE显著下降。

3 讨论

3.1 乙烯对不同氮效率油菜生长后期全氮和产量的影响

乙烯是重要的内源激素，能调控植物的代谢，同时乙烯作为一种信号分子，参与植物的抗病、机械损伤及抗逆性反应，影响果蔬的成熟与衰老，调控植物代谢基因的表达[26]。植物生长调节剂乙烯利通过释放乙烯起作用。ACC作为乙烯合成的前体物质，经过ACS、ACO等酶的催化合成乙烯[27]，因此，外加ACC和乙烯利处理都可以被认为是添加乙烯处理。氮低效油菜 (6号) 在乙烯处理下，无论植株全氮还是籽粒全氮相对于对照没有显著变化，但籽粒含氮量却提高了16.5%；在乙烯作用下，氮高效油菜 (27号) 籽粒全氮有增加的趋势但是没有达到显著差异，植株全氮却显著提高20.2% (表4)，与喷施一定浓度乙烯利能提高花生籽粒全氮和冬小麦地上部全氮的结果相一致[28–29]。可见，乙烯显著影响植株全氮以及籽粒全氮，但影响到底是正面还是负面还因作物基因型差异以及生育期不同而有所差异。

表5 不同拟南芥老叶、新叶含量及比例Table 5 content and proportion in old leaves and new leaves of two A. thaliana genotypes

表5 不同拟南芥老叶、新叶含量及比例Table 5 content and proportion in old leaves and new leaves of two A. thaliana genotypes

注 （Note）： 数据后不同小写字母表示横排数据间差异达 5% 显著水平 Values followed by different lowercase letters indicate the horizontal data significant differences at the 5% level. 数据后不同大写字母表示竖排数据间差异达 5% 显著水平 Values followed by different capital letters indicate the vertical data significant differences at the 5% level.

老叶/新叶 (%)Old leaves /New leaves (%)col.0 35.35 ± 2.17 bB 60.27 ± 7.46 aA 59.01 B nrt1.5-3 59.07 ± 3.68 aA 39.37 ± 8.33 bB 153.07 A变化率 Change rate(%) 67.10 –34.68基因型Genotype老叶 (μg/g)Old leaves新叶 (μg/g)New leaves

表6 不同拟南芥老叶、新叶韧皮部汁液含量及比例Table 6 content and d proportion in the phloem sap of old leaves and new leaves in two Athaliana genotypes

表6 不同拟南芥老叶、新叶韧皮部汁液含量及比例Table 6 content and d proportion in the phloem sap of old leaves and new leaves in two Athaliana genotypes

注 （Note）： 数据后不同小写字母表示横排数据间差异达 5% 显著水平 Values followed by different lowercase letters indicate the horizontal data significant differences at the 5% level. 数据后不同大写字母表示竖排数据间差异达 5% 显著水平 Values followed by different capital letters indicate the vertical data significant differences at the 5% level.

老叶/新叶 (%)Old leaves /new leaves col.0 20.62 ± 0.79 bA 45.30 ± 2.65 aA 45.57 ± 1.65 B nrt1.5-3 13.06 ± 1.69 bA 14.82 ± 1.03 bA 87.88 ± 5.17 A变化率 Change rate (%) –36.67 –67.28基因型Genotype老叶 (μg/mL)Old leaves新叶 (μg/mL)New leaves

表7 不同基因型拟南芥产量及氮效率的变化值Table 7 The variation of yield and N use efficiency of different Athaliana genotypes

乙烯对提高作物产量方面的研究存在争议，有研究者认为乙烯处理能提高作物的产量[28]，有研究者认为乙烯对产量因子没有显著影响[30]，也有研究者认为乙烯通过降低光合作用降低产量[31]。氮低效油菜(6号) 的研究发现，ACC确实会使收获期油菜生物产量以及籽粒产量降低，与程云清等用ACC处理大豆得到的结果一致，可能与乙烯改变油菜叶片含量 (表2)，降低再利用能力有关 (表3)。但从ACC处理使氮高效油菜 (27号) 籽粒产量显著提高的研究结果 (表4) 来看，ACC处理提高油菜籽粒产量的结果与葛建军乙烯提高花生产量的研究一致。作物收获指数是作物收获时经济产量与生物产量之比，一定程度上反映了源器官光合产物转运到库器官的能力大小。6号、27号两油菜品种的收获指数为0.18 (表4) 与杨兰等[32]油菜收获指数为0.14～0.17的结果相近，但低于宋海星等[25]油菜收获指数为0.23～0.26的结果，可能与培养条件差异有关。因此乙烯是否能提高作物全氮、产量以及收获指数与作物的基因型及培养条件有关。

作物拥有较高的氮素利用效率 (NUE) 是作物获得高产的重要保障，氮效率高低由氮素吸收效率和利用效率共同决定，作物生长后期由于根系吸收能力减弱，不能很好地利用环境中的氮素，所以植物生长后期提高氮素利用效率往往作为提高作物氮效率的重要手段。植物生长后期氮素转移主要以有机氮 (如Rubisco) 和无机氮的形式存在，无机氮不但为植物的生长提供营养，而且作为信号分子调控植物代谢过程[32–33]。近年来国内外越来越多的学者关注植物的吸收转运过程以及代谢有关基因的研究，与氮代谢有关转运蛋白与基因的研究或许将成为下一个提高NUE的研究重点与热点[34–35]。有发现超表达烟草中与氮素吸收、同化有关的基因，如GS基因能够提高植株的氮效率，但也有研究发现即使超表达苜蓿GS基因却并没使其氮效率得到提高[36–37]。转运蛋白与的吸收、同化以及利用密切相关。目前，已经克隆了4类转运蛋白基因家族，主要包括NRT1、NRT2、CLC和SLAC[38]。NRT1.5属于NRT1家族成员，是一种低亲和双向转运蛋白，它位于质膜中，在靠近木质部的中柱鞘细胞中表达，具有装载根部木质部的功能[15]。近年研究发现，当拟南芥受到Cd2+胁迫时，AtNRT1.5在根部的表达受抑制，同时AtNRT1.8表达上调；拟南芥突变体nrt1.5中更多的累积在根部，AtNRT1.5缺失改变植物体–在根与茎中的分配比例[16–17]。乙烯处理后油菜BnNRT1.5的表达量显著降低 (图1)，与前人用乙烯处理拟南芥，AtNRT1.5表达量被抑制的研究结果一致[17,20]；且角果期的抑制作用比花期的抑制强烈 (图1)，可能与AtNRT1.5还受到衰老的诱导调控有关[22]。

拟南芥的试验也证实了NRT1.5参与植物生长后期氮素再转运的猜想。拟南芥AtNRT1.5不仅参与在根与茎中的装载，而且对拟南芥生长后期叶片中的累积和转运有重要意义。突变体nrt1.5-3衰老叶片中显著积累，新叶含量显著下降(表5)转运受阻，无论老叶还是新叶nrt1.5突变体韧皮部含量相对于对照都降低 (表6)。由于不能及时转运到其它生长旺盛部位，造成突变体植株生物产量、籽粒产量，NUE均显著低于野生型col.0(表7)。

4 结论

油菜生长后期氮素的再利用能力受到乙烯 (100 μmol/L ACC处理) 的显著调控，油菜NRT1.5基因表达量受到抑制或者拟南芥NRT1.5基因发生突变时，会导致植株韧皮部汁液NO再转运量减少，新叶NO含量显著下降，更多NO累积在衰老叶片中而不能得以高效的再利用，进而影响油菜生长后期的生物产量以及氮素利用效率。因此，调控NRT1.5的表达提高植株生长后期氮素的再转运和再利用可以作为提高植物NUE的有效手段。

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Regulation mechanisms ofre-utilization by ACC at later growth stages of Brassica napus

YU Yin1, LU Sheng1, SONG Hai-xing1, GUAN Chun-yun2, CHEN Ke-hao1, ZHANG Zhen-hua1*
(1 College of Resources and Environmental Sciences, Hunan Agricultural University/Southern Regional Collaborative Innovation Center for Grain and Oil Crops in China/National Engineering Laboratory of Soil and Fertilizer Resources Efficient Utilization/Hunan Provincial Key Laboratory of Farmland Pollution Control and Agricultural Resources Use/Hunan Provincial Key Laboratory of Plant Nutrition in Common University, Changsha, Hunan 410128, China;2 National Center of Oilseed Crops Improvement, Hunan Branch, Changsha, Hunan 410128, China)

【Objectives】The research will elucidate the regulation mechanisms ofre-utilization by 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) and reveal the physiological mechanisms of nitrogen (N) redistribution at later growth stage ofBrassica napus.【Methods】High N efficient variety Xiangyou15 (No.27) and low N efficient variety 814 (No.6) were cultured in sand under 15 mmol/L nitrogen condition. ACC (50 mL 100 μmol/L)was irrigated every 7 days and the correspondingArabidopsis thalianawild type (col.0) and mutant plants (nrt1.5)under greenhouse and environmental chamber respectively, to investigate the regulation mechanisms ofreutilization and its relationship with nitrogen use efficiency (NUE) during the later growth stages.【Result】The relative expression ofBnNRT1.5was significantly inhibited by ACC and senescence. Compared with the control treatment,istribution ability in phloem sap was decreased significantly, resulted incontent of the lower leaves was increased significantly,content of middle leaves was decreased significantly, but there was no significant changes ofcontent in upper leaves under ACC treatment, thus lead to the N content of plant tissues and seeds were increased significantly, and NUE based on biomass and seeds yield were decreased significantly. It was suggested that the N re-utilization capability is significant regulated byNRT1.5gene. UsingArabidopsis thalianawild type (col.0) and mutant (nrt1.5) plants to further elucidate the above results, compared with the wild type (col.0), higher proportion oaccumulated in the older leaves, lower proportion ofredistributed from older leaves to new leaves through phloem sap in mutantnrt1.5plants during the later growth stage, redistribution ability offrom older leaves to new leaves during senescence decreased significantly.【Conclusions】N re-utilization efficiency was regulated by ACC significantly at the later growth stages ofBrassica napus, redistribution contents ofin phloem sap was decreased inArabidopsis mutant(nrt1.5) orBrassica napusunder ACC treatment, higher proportion ofccumulated in older leaves and cannot be reutilized efficiently at the later growth stages. Therefore,NRT1.5is an effective means to improve the crop NUE by increasing N redistribution and re-utilization during the later growth stage.

Brassica napus;NRT1.5; ACC; nitrogen re-utilization; nitrogen use efficiency

2016–11–18 接受日期：2017–02–28

湖南省自然科学基金青年基金（2016JJ3069）；南方粮油作物协同创新中心；国家自然科学基金项目（31101596）；湖南省百人计划项目；湖南农大1515人才项目资助。

余音（1992—），女，湖南保靖县人，硕士研究生，主要从事植物营养生理研究。E-mail：674404638@qq.com

* 通信作者 E-mail：zhzh1468@163.com