酸性土壤上铝毒害严重影响大豆产量。野生大豆与栽培大豆相比具有更广泛的遗传背景,为大豆改良提供更多的候选基因。在本研究中,从野生大豆Bw69中克隆同源基因ALS3,并在野生型拟南芥和大豆品种华春6号中超量表达GsALS3基因,以进一步研究植物适应酸铝毒害的调节机制。主要结果如下:ALS3在适应酸铝胁迫中扮演着重要角色。通过NCBI的BLAST比对,得到ALS3同源基因,并命名为GsALS3。GsALS3基因cDNA全长1163 bp,其中CDS长876 bp和编码291个氨基酸。系统进化树显示,GsALS3与ALS3同源性为76%。在GsALS3起始密码子上游1500bp的核苷酸序列预测到多种顺式作用元件,包括与光响应、热响应、温度、耐盐等相关的应答元件,如ACE,HSE,P-box,G-box。蛋白质结构预测表明GsALS3T有跨膜结构、不具信号肽。亚细胞定位预测显示主要定位在质膜。SMART预测GsALS3与STOP1蛋白质互作。qRT-PCR的组织定位结果显示,GsALS3在茎、复叶中高度表达。在对照条件下,发现GsALS3在根段2-6 cm中高度表达,然而,铝处理后在根段0-2cm显著上调。在GsALS3转基因株系中,GsALS3基因的转录丰度均受铝浓度影响,并在铝浓度为50μmol/L时达到峰值。GsALS3的时间表达模式显示,铝处理12h时,GsALS3的表达量达到最大,随后下降。将GsALS3基因构建到载体pTF101.1.1上,将重组的过表达载体通过农杆菌GV3101介导转化拟南芥获得T3代转基因。铝处理条件下,转基因型较野生型的相对主根伸长率更为明显,表明拟南芥过表达GsALS3耐铝性增强;将GsALS3基因构建到载体pTF101.1.1上,将重组的过表达载体通过农杆菌EHA101介导的子叶节转化到华春6,在大豆中过表达GsALS3,且得到3个转基因株系。GsALS3转基因株系和对照华春6号均受铝毒处理,测定并发现转基因株系的相对主根伸长率、总根长、总根表面积、总根体积均较对照增大,表明大豆过表达GsALS3增强耐铝性。综上所述,本研究初步明确了GsALS3的功能,其参与野生型大豆耐酸铝胁迫响应,这为培育和改良适应酸性土壤的大豆品种提供了理论基础。