大豆是我国重要的作物之一,籽粒包含40%的粗蛋白以及20%的油脂,远远高于其它作物,其中蛋白质含量远高于猪肉中的蛋白质含量,是鸡蛋蛋白质含量的两倍以上,具有“植物肉”的美称,是人类所需蛋白质的主要来源之一。由于大豆在生活中和工业中的广泛应用,使得中国对于大豆的需求量非常高。近年来,由于中国大豆内部自给率低,产能不足,导致中国严重依赖进口大豆。其中,中国在2019年进口 8851.1万吨,2020年进口 10033万吨,2021年进口 9652万吨。中国大豆产量低主要是由于种植面积少和单产低两个因素导致。其中中国大豆单产水平约为1950公斤/公顷,远远低于水稻和玉米,因此大豆单产仍有很大的提升潜力。株型改良是提升作物产量的有效手段之一,通过合理改善植株结构,调整群体种植密度,提升群体对太阳光能的利用效率,从根本上增加大豆的群体生物量,实现对产量的突破。本研究基于前期获得的株型突变体idealplant type（it1）结合其与冀豆1 2群体的初定位结果基础上进一步进行基因挖掘,扩大定位群体并精细定位缩小候选区间,获得了大豆株型调控基因GmIT1,对调控大豆株型的形成调控机制进行研究。对大豆it1突变体进行细胞学观察,探究株型形成的细胞学基础。通过一些实验方法如生物信息学分析、表达分析、亚细胞定位、转基因功能验证、免疫荧光分析、抑制突变体筛选以及激素处理等,初步探究大豆株型基因GmTI1在植株体内发挥的调控机制。研究结果如下:（1）大豆株型突变体it1的多效性表型包括紧凑的植株结构、降低的株高、缩短的叶柄、小且皱缩的叶片以及子叶凹陷的种子。这些变化主要是由于突变体组织器官的细胞结构发生明显的变化。其中,野生型表皮铺板细胞呈现不规则的细胞形态,由凸起和凹陷交替形成的嵌合状态,细胞之间相互交错,紧密相连;突变体的铺板细胞显著减小、细胞则变得更加规则呈现出近乎多边形,凸起区几乎消失。野生型铺板细胞中微管呈现随机排列,突变体铺板细胞微管呈横向排列。突变体的叶柄表皮细胞与野生型相比显著缩短,突变体较野生型相比叶柄中具有更多的木质部细胞,突变体子叶表面不规则凹陷处的细胞发育异常,大小不均。（2）利用扩大的F2:3分离群体进行图位克隆,在5号染色体上获得一个株型相关GmIT1基因。GmIT1基因在编码区CDS序列上第401位碱基发生G到A的非同义突变,该突变位于基因的第二外显子上,导致氨基酸由甘氨酸变为天冬氨酸。转基因实验表明,在野生型小粒豆材料中过表达突变型Gmit1基因使得转基因材料株型改变,形成与突变体相同的植株形态。转基因材料细胞学观察表明,叶片铺板细胞形态与突变体相同变的规则化,铺板细胞中微管排列与突变体相同,叶柄中的木质部细胞数量增加、细胞变得更大。（3）GmIT1基因编码α微管蛋白,具有三个保守结构域分别为核苷酸结合位点、α/β结构域界面以及1pha结构域界面。Gmit1蛋白二级结构发生明显的变化由β转角转换成不规则卷曲。GmIT1基因在大豆中GmIT1基因的超过13个以上的同源蛋白序列,与拟南芥中AtTUA3/5同源关系最近。GmIT1在大豆的不同组织中都有表达。野生型和突变体间有较多的差异表达基因涉及木质部发育以及细胞发育。亚细胞定位结果表明,GmIT1定位在细胞质中,基因突变并未导致定位结果的改变。（4）利用微管特异性解聚药物实验表明,微管结构的变化直接导致细胞形态的改变。通过EMS诱变it1突变体获得5个it1的抑制突变体,抑制突变体的株高不同程度恢复为野生型特征,叶片、叶柄、种子完全恢复为野生型。细胞学观察表明,抑制突变体的铺板细胞形态、微管排列与野生型相同。抑制突变体中除了原始的it1G143D突变位点还产生其它五个额外突变位点it1s2P325S、it1s3D76V、it1s5P263S、it1s4T191S、it1s1G34S,且这些位点均处于高度保守区域中。抑制突变体的第二突变位点处于α/α、α/β的寡聚界面,改变α-α或α-β寡聚作用进而影响微管结构。（5）突变体与转基因材料对外源赤霉素响应能力降低,处理后无法恢复到野生型水平。野生型和突变体GA与BR相关表达分析表明,微管或GmIT1与GA、BR相关基因的表达存在某种直接或间接的相互作用,进而影响植株的生长发育。综合上述研究结果,GmIT1是一个调控大豆株型形态建成的多效性基因,对植株多个性状均有影响。该基因的突变体及其抑制突变体的研究为深入了解大豆株型调控分子机制研究和大豆株型改良提供了理论和材料基础。