植物中NLA（NITROGEN LIMITATION ADAPTATION）是一类RING型E3泛素连接酶,在水稻和拟南芥中有调控植物磷平衡的功能。但是,关于大豆（Glycine max）NLA的研究鲜有报道。首先,本研究通过生物信息学分析,在大豆中鉴定到四个GmNLA家族成员,分别命名为GmNLA1,GmNLA2,GmNLA3和GmNLA4。通过实时荧光定量PCR分析了GmNLA1/2/4响应氮胁迫和磷胁迫的表达模式。在此基础上,通过根癌农杆菌介导的大豆离体毛根转化法,分析了分别干涉或超量GmNLA1,GmNLA2和GmNLA4表达对大豆离体毛根生长及其磷平衡的影响,初步明确了GmNLA1/2/4参与调控大豆磷平衡的功能,主要的研究结果如下:1.大豆叶部和根部的氮磷浓度受到氮磷交互作用的影响。在正常供磷条件下,与正常供氮相比,低氮处理14天和21天显著增加大豆新叶和根部可溶性磷浓度和全磷浓度;但是,在低磷条件下,与正常供氮相比,低氮处理对大豆新叶和根部的磷浓度无影响。在正常供氮条件下,与正常供磷相比,低磷处理显著降低了大豆新叶和根部的全氮浓度;相反,在低氮条件下,与正常供磷相比,低磷处理显著增加了大豆新叶和根部的全氮浓度。2.大豆基因组中有四个GmNLA成员,即GmNLA1,GmNLA2,GmNLA3和GmNLA4。其中GmNLA1,GmNLA2和GmNLA4与拟南芥的At NLA1的同源性较高,相似性超过56%。烟草亚细胞定位结果表明,GmNLA1和GmNLA4均定位于细胞核和细胞膜,而GmNLA2主要定位于细胞膜。启动子融合GUS组织化学定位结果表明,GmNLA1和GmNLA2主要在大豆离体毛根的主根、侧根尖和侧根表达。但是,GmNLA4主要在大豆离体毛根的主根和侧根表达,暗示了它们的生物学功能可能存在差异。3.大豆GmNLA家族成员的表达受外源氮磷有效性的调控,且具有时空特异性。在正常供磷条件下,低氮处理降低了GmNAL1/2/4在新叶中的表达。其中,GmNLA1和GmNLA4只在低氮处理7天时下调表达;但是,GmNLA2在低氮处理7天和14天时均下调表达。在根部,低氮处理同样降低了GmNLA1/2/4的表达。但与叶部的表达模式不同,GmNLA1在低氮处理14和21天均下调表达,而GmNLA2只在低氮处理14天时下调表达,GmNLA4只在低氮处理21天下调表达。在正常供氮条件下,低磷处理7天显著降低了GmNLA1和GmNLA4在新叶中的表达,低磷处理21天显著降低了GmNLA2在新叶的表达。在根部,低磷处理7天和21天都显著降低了GmNLA2的表达量;而GmNLA1和GmNLA4的表达量仅在低磷处理21天时显著下调。4.通过大豆离体毛根转化法,分别分析了干涉或超量表达GmNLA1,GmNLA2及GmNLA4表达对大豆离体毛根生长和全磷浓度的影响。实验结果表明,在正常供氮的高低磷处理下,除了低磷胁迫下干涉GmNLA1的株系外,其它抑制表达株系在高低磷处理下的全磷浓度均显著高于对照组;而且在正常供磷的高低氮处理下,所有GmNLA1/2/4抑制表达株系的全磷浓度均显著高于对照组。这些结果揭示了GmNLA1/2/4参与调控大豆磷平衡的功能。但是,超量表达GmNLA1/2/4对转基因大豆离体毛根的全磷浓度没有影响。综上所述,本研究初步揭示了GmNLA家族成员参与调控大豆磷平衡的分子机制,为进一步研究大豆氮磷元素的协同调控奠定了基础,也为培育氮磷高效的大豆优良品种提供了候选基因和遗传材料。