大豆（Glycine max）是我国主要粮油作物之一。然而,非生物胁迫会严重影响大豆的生长发育,大幅度降低大豆产量。筛选和鉴定耐逆基因对大豆耐逆分子育种十分重要。研究表明植物膜联蛋白参与植物对盐、干旱、重金属等非生物胁迫中。植物膜联蛋白是一类进化上相对保守的Ca2+依赖性磷脂结合蛋白,在细胞骨架组织、细胞分泌、维持细胞稳态、离子通道的形成等重要的生物学进程中发挥着重要作用。此外,膜联蛋白还参与调节植物响应胁迫和信号传导。然而,目前关于大豆膜联蛋白的报道较少。本研究在大豆全基因组水平上鉴定了 26个大豆膜联蛋白基因,并进行了系统的生物信息学分析。根据它们在染色体上的物理位置,将它们命名为GmAnnl-GmAnn26。通过对GmAnns基因的结构、基因重复类型、蛋白的保守结构域、系统进化分析及GmAnns组织表达和非生物胁迫下表达模式的分析,初步预测大豆膜联蛋白在响应非生物中的作用;之后选择一个在盐和干旱胁迫下表达水平显著上调的基因,GmAnn7,研究其在非生物胁迫下的功能:采用烟草瞬时表达系统对GmAnn7进行亚细胞定位;通过大豆发根和拟南芥遗传转化、酵母双杂等方法分析GmAnn7基因在响应盐和干旱胁迫中的作用。主要结果如下:1.26个GmAnns不均匀地分布在大豆的10个染色体上,其中12个GmAnns发生了片段重复事件,没有检测到串联重复。2.大豆、拟南芥、水稻中膜联蛋白的系统进化分析将大豆中的26个GmAnns分到5个亚族中。大多数位于同一亚族的成员具有相似的结构域。3.利用从Phytozome下载大豆根、茎、叶、花等8个组织转录组数据分析GmAnns基因组织表达模式,结果表明有10个GmAnns在8个组织中均有表达,有6个基因在所有组织中均不表达,其余10个基因分别在不同的组织中有所表达。4.GmAnns启动子区序列分析发现含有多个与非生物胁迫相关的响应元件,表明这些基因可能在大豆响应非生物胁迫方面发挥重要作用。5.根据系统进化树选择10个与报道的耐逆相关的拟南芥和水稻膜联蛋白相近的GmAnns,利用荧光定量PCR分析GmAnns在ABA、干旱、盐和铝胁迫下的表达模式,结果表明这10个GmAnns对逆境有不同响应,其中GmAnn7受盐和干旱胁迫上调表达的倍数显著高于其它基因。6.亚细胞定位结果表明GmAnn7可能在细胞核、细胞膜和细胞质中发挥作用。7.大豆发根表型鉴定结果表明,在盐和干旱胁迫下GmAnn7基因过表达的发根嵌合体植株萎蔫程度显著低于转空载的发根嵌合体植株。在盐胁迫下,GmAnn7基因过表达植株的叶绿素含量、叶片相对含水量和生物量显著高于转空载的发根嵌合体植株。在干旱胁迫下,GmAnn7过表达植株的叶片相对含水量显著高于转空载的发根嵌合体植株。生长在含盐或甘露醇培养基上的发根主根伸长量显著高于转空载的发根。以上结果表明,GmAnn7基因过表达提高了大豆发根及其嵌合体植株的耐盐性和耐旱性。8.转基因拟南芥表型鉴定表明,在盐和干旱胁迫下,GmAnn7基过表达因拟南芥的主根长显著大于野生型拟南芥的主根长,初步明确GmAnn7基因过表达提高了转基因拟南芥的耐盐性和耐旱性。9.通过酵母双杂技术对实验室前期构建好的cDNA文库进行筛选,获得了 19个可能与GmAnn7互作的蛋白,包括参与响应重金属胁迫和高温等非生物逆境相关蛋白等,GmAnn7与这些蛋白是否互作有待进一步验证。