大豆作为重要的油料作物和食用作物,其种植地的干旱问题已经成为了影响大豆产量和品质的重要原因,尤其以我国大豆主产地东北地区所造成的损失极为严重。因此,发掘大豆抗旱基因,是解决大豆抗旱问题的重要途径。研究发现作物的类钙调蛋白（CML）基因具有一定的抗旱、耐盐作用,而本试验所研究的大豆CML38-like基因属于类钙调蛋白基因,经研究发现,该基因可以与细胞内钙离子结合,从而引起下游的刺激性的特异反应,使细胞内钙离子浓度提高或者减少,从而引起植物在非生物环境胁迫下的应激反应,对抗旱胁迫有着一定的作用。本试验所研究的CML38-like基因就是类钙调蛋白基因的一种。以大豆JN38基因组为模板,通过PCR技术得到了片段大小为264bp的CML38-like基因,并将其连接到pMD18T克隆载体上。对该基因进行一系列的生物信息学分析后,初步推测该基因的功能。随后通过无缝克隆技术构建该基因的过表达载体pCAMBIA-3301-CML38-like以及干扰表达载体pCAMBIA-3301-RNAi-CML38-like。利用农杆菌介导法和花粉管通道法将表达载体转化到大豆受体JN38中,通过PCR技术检测阳性转化植株。随后通过PCR、Southern blotting、荧光定量PCR检测该基因的整合情况以及在大豆中的根、茎、叶中的表达情况。最后对阳性植株进行室内抗旱性分析,鉴定CML38-like基因在大豆中的抗旱功能。试验结果如下:1.通过PCR技术克隆了大豆CML38-like基因,并构建了克隆载体pMD18T-CML38-like。对该基因进行结构域分析,了解到大豆CML38-like基因属于Ef-hand家族,拥有两个Ef-hand结构,每个Ef-hand结构有4个钙结合位点。通过蛋白质二级结构和三级结构的预测印证了该基因家族可以结合Ca²⁺,并且可调节作物在干旱下的生理机制,通过系统进化树分析该基因与多个抗旱基因的同源相似性较高。2.通过无缝克隆试剂盒,利用克隆载体pMD18T-CML38-like,构建大豆CML38-like基因的过表达载体pCAMBIA-3301-CML38-like以及RNA干扰表达载体pCAMBIA-3301-RNAi-CML38-like。3.通过农杆菌介导法将构建好的重组质粒转入到受体大豆吉农38中,经PCR检测,得到含有大豆CML38-like抗旱基因T₀代转过表达载体阳性植株3株,转干扰表达载体植株1株,T₁代转过表达载体阳性植株7株,T₁代转干扰表达载体阳性植株3株。通过花粉管通道法获得T₁代转过表达载体阳性植株4株,T₁代转干扰表达载体阳性植株3株。对所有的T₁代转基因阳性植株进行室内加代,共获得T₂代转过表达载体阳性植株23株,转干扰表达载体植株11株。4.T₂代转化株系中均检测到了转化的目的基因的启动子35s、终止子Nos、和筛选标记Bar,表明目的基因得到了稳定的遗传。5.对T₂代转基因植株Southern杂交结果显示,转大豆CML38-like过表达载体的基因和转大豆CML38-like干扰表达载体的基因是以单拷贝和多拷贝的形式整合到大豆基因组中,且整合位点不同。6.对Southern杂交出现信号的转基因植株进行反复干旱法,干旱7天后对植株进行荧光定量PCR检测。结果显示,转大豆CML38-like过表达载体的基因在大豆植株的根、茎、叶中均得到表达,其中叶片中表达量最高,相对表达量为3.059,根和茎中表达量较低,平均表达量为2.502和1.647。转大豆CML38-like干扰表达载体的基因使大豆内源基因的表达受到了抑制,使根、茎、叶的表达量均下降,其中叶片中表达量下降最多,平均值为0.224。根和茎中的表达量下降较少,相对表达量分别为0.271和0.297。7.对T2代转基因阳性植株进行抗旱性鉴定,7d的干旱处理后,对其进行生理生化指标的检测,发现大豆CML38-like过表达载体的转化植株所受损伤最小。综上结果表明,大豆CML38-like基因在大豆生长期间可以起到积极的抗旱作用。