近期在植物中发现了一种广泛存在的、具有蛋白磷酸酶活性的新型酸性磷酸酶,HAD。本研究以重要的豆科作物大豆为研究对象,通过对大豆基因组进行比对分析,发现大豆的HAD家族共有10个成员。通过定量PCR分析了外界磷供应强度、接种根瘤菌以及其它非生物逆境胁迫对GmHAD家族各成员时空表达模式的调控。在此基础上,选取GmHAD5为进一步研究的对象,构建GmHAD5启动子融合GUS的表达载体、GmHAD5的抑制/超量表达载体,通过发根农杆菌转化和根癌农杆菌转化等方法,在大豆毛根和拟南芥中分析了GmHAD5的时空表达模式及其功能,主要研究结果如下:　　 (1)通过生物信息学的分析,在大豆基因组中发现GmHAD家族共有10个成员,各成员的基因结构和蛋白序列具有较高的相似性,大多包涵两个保守结构域“DFDXT”和“GDGXXT”,进化树分析结果表明GmHAD各成员分别属于4个亚家族。启动子序列分析结果显示GmHAD家族每个成员启动子都具有与根瘤菌作用相关的元件OSE2R。但是,只有GmHAD2,GmHAD3,GmHAD5和GmHAD7启动子含有与植物转录因子PHR1结合的元件,PIBS。　　 (2)对大豆磷高效品种BX10进行不同磷浓度的处理,通过定量RT-PCR分析GmHAD各成员表达对外源磷有效性的响应。外源磷有效性显著调控GmHAD所有成员的表达。在叶部和根部,随着外源磷浓度的升高,GmHAD各成员的表达量显著减弱。尤其在外源磷浓度为100μmol/L时,大部分GmHAD成员的表达受到完全抑制。其中,外源磷有效性对GmHAD第一亚家族的GmHAD2、GmHAD3和GmHAD5的表达调控较明显。　　 (3)对GmHAD家族成员时空表达模式的分析结果表明,在叶部和根部随着低磷处理时间的延长,GmH4D各成员的表达量均显著增强。但是,GmHAD家族各成员的时空表达模式存在一定的差异。其中,在缺磷处理第6天,低磷胁迫只明显上调了GmHAD1在叶部的表达。　　 (4)进一步分析了接种根瘤菌对GmHAD家族表达的调控。结果表明GmHAD2、GmHAD3、GmHAD5和GmHAD7在接种根瘤菌的根部,尤其在根瘤中的表达量显著较高。同时,分析了GmHAD第一亚家族(GmHAD2、GmHAD3和Gm HAD5)对其它营养元素(氮、磷、钾和铁)缺乏的响应。结果表明GmHAD2、GmHAD3和Gm HAD5的表达不受以上营养元素胁迫的调控。　　 (5)以GmHAD5作为进一步研究的对象,通过发根农杆菌介导的大豆子叶侵染转化,获得GmHAD5启动子融合GUS的转基因毛状根,分别进行正常供磷和不供磷处理,然后进行GUS染色分析。结果显示正常供磷和不供磷条件下,都观测到毛根具有GUS染色,但是不供磷处理条件下毛根的GUS染色程度较深。而且,正常供磷处理条件下GUS染色部位主要集中在中柱区域,但是在低磷处理条件下除根尖(0.1～0.2 mm)以外的整条根的GUS染色较深。进一步对GmHAD5启动子融合GUS的转基因拟南芥植株进行GUS染色分析,结果显示在低磷胁迫情况下植株的所有部位都有GUS活性(除根尖0.1～0.2 mm)。　　 (6)构建GmHAD5融合GFP的瞬间表达载体,通过在洋葱表皮细胞的35S:GmHAD5-GFP的瞬间表达,确定GmHAD5的亚细胞定位。结果显示GFP荧光主要分布于除细胞壁以外的整个细胞组织内,表明GmHAD5主要位于植物的原生质体内。　　 (7)通过在大豆毛根中超量/抑制表达GmHAD5研究其的生物学功能。结果显示,在转基因大豆毛根中,GmHAD5的过量表达显著降低了大豆毛状根的生物量和磷的累积。