黑莓(Rubus spp.)是第三代小浆果类果树,具有特殊的口感和营养价值,在世界各地广泛种植。氮(N)是一种重要的生命元素,是许多生命物质如核酸、酶、ATP、氨基酸和蛋白质等重要组成成分,对黑莓的产量和品质有至关重要的作用。目前对黑莓施肥的研究主要集中在氮肥的施用水平,而关于不同氮肥类型对黑莓营养生长和果实品质影响的报道很少。本研究以一年生和两年生‘宁植4号’品种黑莓盆栽植株为研究对象,设置不同形态氮肥处理(无氮(CK)、硝态氮(NO_3~?-N)、铵态氮(NH_4~+-N)和酰胺态氮(Urea)),观察测定了不同处理下黑莓植株生长发育指标、生理特性、果实发育及品质特性,通过转录组和代谢组分析预测了黑莓碳寻找更多氮代谢网络中的关键候选基因和调控因子。主要研究结果如下:1.以一年生黑莓植株为试材,研究不同氮素形态对黑莓生长发育的影响。结果表明,NH_4~+-N或Urea处理的植株生长状态更好,株高、生物量、叶绿素和N含量较高,抗氧化酶活性和光合作用显著增强。NH_4~+-N有利于叶片和根中碳水化合物和氨基酸的积累,促进生长素和细胞分裂素向叶片的转运。NH_4~+-N处理刺激气孔数量和气孔导度,加速了CO_2和水的交换。而NO_3~?-N显著抑制根系生长,提高根系活性氧、丙二醛和抗氧化剂含量。相关分析和主成分分析表明,植株生长和干物质积累与抗氧化系统、光合特性、氨基酸和激素含量密切相关。结论认为黑莓更偏好吸收NH_4~+-N且能够长期适应NH_4~+-N环境。2.以二年生黑莓植株为试材,研究不同氮素形态对黑莓果实品质的影响。结果表明,NH_4~+-N或Urea能显著改善黑莓果实的外观,包括果实大小、硬度和颜色,并有利于提高果实可溶性固形物、果糖、蔗糖、葡萄糖、花色Torin 1苷、鞣花酸和VC含量,而NO_3~?-N有利于提高果实黄酮、有机酸含量和DPPH自由基清除能力。黑莓中糖分积累主要为果糖(34.13～47.80 mg?g~(-1)FW)和葡萄糖(19.01～35.50 mg?g~(-1)FW)。果实的大小、重量、硬度和颜色亮度会随着采摘期而不断下降,而糖、花色苷、鞣花酸、黄酮和VC含量先增加后降低,在中后期含量最高。随着成熟期的推移,总抗氧化能力和DPPH自由基清除能力有升高的趋势。总酚含量在各采收期均维持在8 mg?g~(-1)FW左右,而酸含量先降低后升高。结论认为,在黑莓种植中施用NH_4~+-N更有利于改善果实外观,并提高口感和营养品biorational pest control质。3.通过对不同氮素处理下的一年生黑莓叶片进行转录组和代谢组分析以探索黑莓氮形态偏好与碳氮代谢关键基因之间的联系。转录组分析表明,在NH_4~+-N与CK、NO_3~?-N与CK、Urea与CK、NH_4~+-N与NO_3~?-N、NH_4~+-N与Urea和Urea与NO_3~?-N 6个比较组中分别有4163、2705、5415、379、330和551个差异基因(DEG),不同氮素形态显著影响光合作用、类黄酮生物合成和TCA循环。代谢组分析显示,不同施氮处理显著改变了叶片中脂类、碳水化合物、类黄酮和氨基酸的含量。京都基因和基因组百科全书(KEGG)途径分析表明,氮素形态对氮代谢和氨基酸代谢有显著影响。联合转录组和代谢组数据表明,脯氨酸、精氨酸、L-异亮氨酸、L-天冬氨酸、苏氨酸和L-谷氨酸等氨基酸通过调节N代谢和氨基酸代谢在维持植物正常生长中发挥重要作用。总体而言,黑莓植株优先吸收NH_4~+-N。在NH_4~+-N处理下,氮素同化增强,类黄酮生物合成降低,NH_4~+-N对氮素代谢的促进作用优于NO_3~?-N。而NO_3~?-N处理提高了C/N比值,加快了C代谢过程,增加了类黄酮的合成,从而加速了N代谢向C代谢的流动。