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大豆是世界上第一大油料作物,在世界及我国的食用油消费组成上占有很重要的地位,而且其特有的生物固氮功能为我国节省了大量的氮肥。为此探究生物固氮的机理,以便应用于其它作物具有重要的意义,然而生物固氮的发挥需要根瘤的形成,而根瘤的产生受一系列信号调控的,而磷脂酶D(PLD)及其产物磷脂酸在信号传导中发挥着重要的作用。为了探索大豆PLD及其产物磷脂酸对根瘤的形成及发育的影响,本研究利用发根体系研究了PLD对大豆结瘤情况的作用,分析了其产生的原因,以及研究了磷脂在根瘤发育过程中的作用,为生物固氮的研究提供了一定的理论基础。另外PLD可以通过影响PC和PA的产出,进而影响到油脂的合成,因此探究在大豆种子中PLD对脂代谢的作用对提高油脂品质也有一定的意义,此外对大豆营养成分的分析方法也进行了相关的研究。大豆中共有23个PLD基因,6个GmPLDαs(α1-6)、5个GmPLDβs(β1-5)、6个GmPLDδs(δ1-6)、3个GmPLDεs(ε1-3)和3个GmPLDζs(ζ1-3),叶片在疫霉菌处理、虫咬处理、伤害处理、锈菌侵染、水杨酸处理、盐胁迫和茉莉酸甲酯处理的情况下,各个主要GmPLDs的表达趋势不同。GmPLDα1和GmPLDβ5不但参与根瘤发育过程,而且对根瘤形成的起始过程也有重要的作用。GmPLDα1和GmPLDβ5基因过表达或者是沉默后对结瘤情况有一定的影响,而且过表达和沉默所产生的根瘤数目与根鲜重的比值均比对照低。另外GmPLDα1和GmPLDβ5转基因发根在减少相对根瘤数目的同时却增加其相应的根瘤固氮酶活性,同时地上部分株高和其对应的总固氮酶活性有一定的相关性,总固氮酶活性越高,植株就越高;同时GmPLDα1和GmPLDβ5的基因表达水平的改变可以导致发根中主要脂类成分发生改变,GmPLDα1OE、GmPLDα1KD和GmPLDβ5OE、GmPLDβ5KD发根中36:6DGDG和36:6MGDG含量的显著增加是导致总DGDG和MGDG含量增加的主要因素,而DGDG和MGDG可能影响GmNFRs基因的表达水平,GmNFRs基因表达水平的降低将导致其不能识别结瘤因子或者与结瘤因子的识别效率很低,导致结瘤效率很低,最终的结果导致根瘤数与根鲜重的比值下降。另外对不同发育时期根瘤中的糖脂和磷脂成分的分析以及相关代谢基因的检测,发现总的DGDG、MGDG、PG和PC的含量基本没有变化,而总的PE和PS含量有略微的上升,而总PA含量却得到了下调,其次磷脂PC、PE、PG和PS各个脂质分子在不同发育时期根瘤中的含量都是有变化的,但是糖脂MGDG和DGDG各个脂质分子却在不同发育时期根瘤中的含量保持不变。核心途径中PC到PA和PA到DAG两个单方向的转化和一直上调表达的PLD和PP基因,使得代谢物质流朝着下游方向转化,导致PE和PS含量的增加。另外抑制大豆种子中的GmPLDα可以增加种子的油含量,通过影响相关基因的表达,增加三酰甘油和磷脂的不饱和度,改善油的品质,同时抑制GmPLDα可以延缓种子衰老,对种子的贮藏有一定的应用价值。此外建立了25种大豆营养成分分析方法的近红外模型。