磷是植物正常生长所必需的营养元素。尽管大部分的土壤全磷含量都比较高,但磷很容易被土壤所固定,因此,其有效性较低,难以被植物直接吸收利用。大豆(Glycine max)是重要的经济作物,土壤有效磷缺乏制约了大豆的生长,影响其产量和质量。根系是植物吸收养分的主要器官,而植物对外界磷的吸收和转运主要依赖于根系中的Pht1磷转运蛋白家族。因此,为了提高大豆的磷吸收效率,开展大豆Pht1磷转运子的研究显得非常重要。本研究首先比较了大豆测序品种威廉姆斯82和本校选育的磷高效大豆品系粤春03-3的磷效率,接着分析了大豆Pht1磷转运子家族基因对磷浓度变化的响应,筛选出根部特异的、对磷响应敏感的磷转运子Gm PTs,并进一步分析大豆磷转运子Gm PTs转录后磷酸化调控机制,在此基础上,对筛选出来的磷转运子Gm PT4进行相关的生理与分子试验,探讨其在大豆应对低磷环境过程中的功能。主要结果如下:1)水培条件下,低磷处理显著抑制了大豆的生长。和正常供磷相比,低磷条件下植株生物量和根系的生长受到抑制,受抑制程度随着处理时间的延长而增大。试验所用的两个品种大豆对磷的响应存在着基因型差异,粤春03-3对磷的吸收利用效率要优于威廉姆斯82。2)大豆Gm Pht1磷转运蛋白家族基因对短期磷浓度变化的响应。结果表明:大部分磷转运子在外界供磷浓度降低时会受到不同程度的诱导。其中Gm PT1受到诱导的程度最高、Gm PT4次之,其它的Gm PTs表达水平都相对较低;而Gm PT7与Gm PT13的表达量变化呈明显的上下波动,表明其变化可能与昼夜更替有关。另外,Gm PT4在缺磷条件下,表达量迅速上升,在缺磷36h时达到最大值,回补磷后其表达量迅速下降。Gm PT4的表达量随着外界磷浓度变化而变化,表明其可能是根部特异的磷响应敏感的磷转运子。3)高低磷处理条件下大豆Gm PTs在根不同部位的表达。结果表明:Gm PT1、Gm PT4、Gm PT7、Gm PT12、Gm PT13主要在低磷条件下的侧根表达,Gm PT2、Gm PT3、Gm PT6在低磷条件下的侧根和主根处都有表达,Gm PT5则主要在低磷条件下的主根表达,而Gm PT14在高磷条件下的侧根表达较高,Gm PT8、Gm PT9、Gm PT10在高低磷处理中植物各部位的表达差异不明显。4)对候选基因Gm PT4进行生物信息学分析,其含有12个保守的跨膜结构域,启动子区域含有1个P1BS和3个W-box元件。磷酸化位点预测分析表明其含有19个可能的磷酸化位点,其中第509位Ser(丝氨酸)和第514位Ser分值最高。亚细胞定位分析表明,Gm PT4定位于质膜上。Gm PT4启动子融合GUS染色分析表明,高磷条件下,Gm PT4主要在中柱表达,而低磷条件下,Gm PT4主要在表皮、皮层和中柱表达。5)酵母回补试验表明,Gm PT4及其点突变体能部分回补酵母突变体MB192高亲和磷转运功能;对Gm PT4可能的磷酸化位点进行点突变,将第509位Ser(丝氨酸)突变为Ala(丙氨酸),并不影响其功能及定位;而将第514位Ser突变为Ala时,Gm PT4的定位不发生改变,但在酵母回补实验中其磷吸收功能减弱,表明第514位Ser对于Gm PT4的功能起重要作用。6)高低磷处理Gm PT4转基因复合植株试验表明:过表达Gm PT4能增加大豆的生物量和磷含量,而干涉Gm PT4会导致大豆生物量和磷含量减少,说明Gm PT4在大豆磷吸收过程中起到重要的作用。