氮素是植物生长发育的主要营养元素之一。全球每年施用氮肥将近9000万吨,且有上升的趋势,不但导致农业生产成本增加,而且过多的氮肥随雨水流失也会导致地表水体的氮污染。培育氮高效作物品种是减少氮肥施用量及缓解氮肥面源污染的最有效的方法。植物吸收转运硝态氮主要由两个硝酸盐转运系统组成,一个是高亲和硝酸盐转运系统(HATS),一个是低亲和硝酸盐系统(LATS)。大麦是典型的旱作物,在多种氮素形态中,主要吸收硝态氮。HvNRT2/3基因属于高亲和转运系统,在低氮素浓度的土壤中,可提高大麦对硝酸盐的利用效率。本研究通过生物信息学方法分析大麦HvNRT2/3基因基因结构和染色体位置,构建分子进化树和表达谱,对HvNRT2.1/3/5基因构建超表达载体转化拟南芥,验证其功能。主要研究结果如下:1.在大麦全基因组水平上,鉴定出10个NRT2基因和3个NRT3基因,分别定位于大麦3H、5H、6H和7H染色体上。分子进化树分析表明NRT2/3蛋白在单双子叶植物间出现分化,串联重复事件是大麦NRT2基因家族扩增的主要原因。HvNRT2/3基因在不同的组织器官中表现为不同的表达模式,在根系中受硝酸盐诱导表达。选取在根中表达量较高的HvNRT2.1/3/5基因,构建瞬时表达载体,注射烟草叶片进行亚细胞定位,结果显示HvNRT2.1/3/5基因在细胞质膜上。2.构建HvNRT2.1/3/5基因超表达载体,转化拟南芥,筛选单拷贝阳性株,验证基因的功能。结果表明,相较于野生型,苗期HvNRT2.1/3/5转基因株系叶片面积显著或极显著增大;成熟期HvNRT21/3/5转基因株系的角果荚长、单荚粒数、单株产量、硝态氮含量和总氮含量均显著或极显著提高。成熟期HvNRT2.3株系的单株荚数与HvNRT2.5的单株荚数及单株干重也显著或极显著高于野生型。除了HvNR T2.5株系籽粒的粒长外,HvNRT2.1/3/转基因株系种子的粒长、粒宽、籽粒面积和千粒重均显著或极显著高于野生型。拟南芥中过量表达HvNRT2.1/3/5基因可能促进植株对氮素的吸收。