氮素（N）是植物生长发育的核心元素，参与光合作用、蛋白质合成等关键生理过程，其吸收速率远超其他矿质营养。联合国粮农组织（FAO）数据显示，全球氮肥消费量从2000年的8100万吨增至2022年的1.08亿吨。尽管氮肥支撑了作物产量提升，但过量使用导致严重的环境问题，包括水体污染、温室气体排放及健康风险。提高植物氮利用效率（NUE）成为农业可持续发展的迫切需求，而优化氮素从根系吸收（源）到利用器官（汇）的运输路径是实现这一目标的核心环节。然而，当前对木本植物（尤其是柳树）的氮转运机制研究远滞后于草本模式植物，制约了低氮农业系统的优化。
柳树（Salix spp.）因其速生性、高生物量和易繁殖特性，被列为短轮伐期（SRC）生物能源作物。其养分循环模式独特：生长季初期氮素分配至叶片建立冠层，秋季衰老时回收至多年生组织储存，次年春重新动员至新生组织。这种循环使柳树长期被视为“低氮需求物种”，但现有研究存在矛盾。部分证据表明成熟柳树林仅需30 kg N ha⁻¹年⁻¹，依赖高效氮循环；而爱尔兰和美国农业指南却推荐120–150 kg N ha⁻¹年⁻¹的高施肥量，因收获会移走大量氮素。这种分歧凸显核心问题：柳树是否真正具备高氮利用效率？其氮吸收、转运的内在机制如何？解决此争议对优化柳树栽培至关重要。
木本植物氮代谢研究存在明显短板。土壤氮以无机态（NO₃⁻、NH₄⁺）为主，柳树倾向于吸收铵态氮（NH₄⁺），但相关转运蛋白（如AMT铵转运蛋白）和同化酶（如谷氨酰胺合成酶GS）在柳树中的调控机制尚未明确。相比之下，草本植物中氮转运基因（如LHT氨基酸转运蛋白）已被证实是提升NUE的关键靶点。基于此，本研究提出三项核心假设：(1) 柳树能在极低氮环境下健康生长；(2) 具备高效的氮吸收-转运-再循环系统；(3) 氮胁迫下相关基因快速响应。为验证假设，作者以中国特有速生柳树种类苏柳（Salix suchowensis）为模型（基因组已测序），通过多尺度实验：分析自然栖息地土壤氮空间异质性，结合1⁵N同位素示踪技术解析氮运输动力学，并量化氮代谢基因表达，旨在阐明柳树适应低氮环境的分子生理机制，为可持续生物质生产提供理论支撑。