大豆(Glycine L.)作为重要的植物蛋白和脂肪的来源,其发育和产量受盐碱胁迫影响。土地盐碱化导致大豆减产是一个世界性的问题,盐碱胁迫造成的伤害与盐浓度之间呈正比例的关系,每年因土地盐碱化导致大豆减产达40%。大豆的各个发育阶段,盐碱胁迫会显著降低作物株高和叶面积,降低种子品质和叶绿素含量。盐碱植物的耐盐性涉及多个信号通路的调控,目前,关于盐碱胁迫降低光合速率方面的研究知之甚少,确认耐盐性的有效调控子有利于大豆品质改良和生产。MYB(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)转录因子(TFs)在植物的生长发育、次生代谢和逆境应激方面具有重要的作用,在改良大豆耐逆机理的报告却非常有限。本研究从耐盐碱大豆品种吉林32中克隆了 2个新的MYB转录因子GmMYB68和GmMYB3a,通过对表达模式和生理指标的检测,进一步分析其调控机制,为大豆耐盐碱品种的培育创造了条件,试验结果如下:1.在大豆耐盐碱品种“吉林32”中克隆得到MYB转录因子GmMYB68和GmMYB3a。GmMYB68开放阅读框全长780bp,编码259个氨基酸。GmMYB3a开放阅读框全长672 bp,编码223个氨基酸,C端含有一个Cl结构域(LlsrGIDPxT/SHRxI/L)和一个 EAR(pdLNLD/ELxiG/S)抑制元件,推测其具有转录抑制子的功能。并且二者符合R2R3类MYB转录因子的氨基酸特征,并与来自其他物种的MYB基因具有较高亲缘关系。2.分别构建了GmMYB68和GmMYB3a的酵母单杂交载体,转录激活验证证明二者不具有转录激活功能。3.GmMYB68和GmMYB3a的表达模式通过实时荧光定量PCR进行了分析。结果表明,GmMYB68和GmMYB3a在大豆不同组织中均有不同程度的表达,GmMYB68主要在花朵和下胚轴表达,GmMYB3a在根部和幼胚中具有较高的表达,二者同时对低温、高盐、干旱、机械损伤和ABA五种非生物胁迫处理存在响应。4.将GmMYB68和GmMYB3a构建到植物表达载体pTF 101.1,选取了不具有耐盐碱性,且遗传转化体系成熟的大豆品种“Willianms82”作为受体材料,采用根癌农杆菌介导大豆子叶节的方法完成大豆的遗传转化,并对转化植株进行了盐和碱的胁迫处理。与对照组相比,转基因植株在盐碱胁迫下叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)有所下降,可溶性糖、脯氨酸含量、二氧化碳浓度(Ci)表现为上升趋势,但GmMYB68和GmMYB3a对逆境生理指标的影响程度有所不同。在GmMYB68过表达植株中,与未经处理的植株相比,Na2C03处理使可溶性糖和脯氨酸含量分别增加了 90.51-100.93%和51.36-57.14%,且与同一处理条件下的野生型相比,可溶性糖和脯氨酸的呈显著增加(t-test,P<0.05)。同时检测了可溶性糖与脯氨酸合成的关键基因的FBP与P5CR基因的表达水平。胁迫处理后,虽然所有的植株叶绿素含量都存在一定下降,但在GmMYB3a阳性植株中,叶绿素含量在盐和碱胁迫下下降趋势尤为显著,而野生型只有盐胁迫条件下才表现为下降显著。GmMYB3a的过表达增加了大豆对盐碱的敏感性。另外,GmMYB3a的过量表达未影响可溶性糖的积累,转基因植株中的脯氨酸含量显著低于野生型。5.植株收获后,对各处理条件的植株的常见农艺性状指标进行统计分析,GmMYB68的过表达对农艺性状的影响各有不同,盐胁迫下的影响主要是提高单株粒数,而碱胁迫时则提高百粒重,RNAi株系的数据则与野生型无显著差异;GmMYB3a的过量表达未对农艺性状造成显著影响。6.对再生的阳性植株和野生型植株中的抗逆相关基因的表达量进行了检测,与对照相比这些基因在盐或碱处理下表达水平均有改变。在GmMYB68过表达植株中,GmABI5、DREB2、GmNHX1、PAL等与植物逆境应激途径相关的基因显著增加。有趣的是,我们还发现与大豆广谱抗病性相关的两个基因GmNPR1-1和GmNPR1-2的转录水平也有大幅度增长,推测GmMYB68可能也参与了生物胁迫机制。在GmMYB3a的过表达植株中,DREB2、PAL、MYC和AOS在经过盐碱处理后,虽然表达量有所积累,但仍比相应处理条件下的野生型低。正常生长状态和碱处理下,ABF4在GmMYB3a转基因植株中的转录水平较高,与之相反的是GmABI5仅在NaCl处理下比野生型植株高,而在H2O和Na2C03处理下则较同样状态的对照植株明显减少。