大豆是世界范围内广泛种植的油料作物,也是植物优质蛋白最主要的来源。由于进口量高达86%,使我国成为世界上需求量最大的大豆进口国,所以在培育高产、优质大豆杂交新品种是当前大豆生产上急待解决的问题。大豆是主要作物中杂种优势利用较欠缺的作物之一,而利用雄性不育系制种是提高大豆杂交种质量最为有效的途径之一。因此,大豆雄性核不育基因的成功克隆是建立一套大豆核雄性不育体系的基础,对培育大豆高产量高质量的杂交新品种具有非常重要的意义。本课题通过植物分子生物学技术,查找并克隆大豆雄性核不育基因,利用互补拟南芥实验分析基因功能和对基因进行亚细胞定位分析,从而初步了解基因的功能机制。研究结果如下:（1）经查阅文献可知,在植物模式生物拟南芥中已报道的雄性不育基因AtMs1、AtMs2、AtTPD1分别通过不同的途径导致雄性不育。将AtMs1、AtMs2、AtTPD1作为候选基因,查找出大豆中的同源基因分别为GmPHDLa、GmPHDLb;GmFARa、GmFARb和GmTPD1a、GmTPD1b。通过大豆数据库（https://www.soybase.org）进行了基因基本信息（基因结构、基因大小和表达模式）的整理与分析,利用生物信息学进行了不同物种中同源物的多重序列比分析,发现大豆同源基因与拟南芥基因均具有较高相似性,同时系统进化树结果也显示大豆同源基因所编码的蛋白与拟南芥蛋白亲缘关系较近。（2）为了探究大豆同源物的功能,进行了大豆候选同源基因GmTPD1a、GmTPD1b对拟南芥突变体attpd1的回补实验。观察基因AtMs1、AtMs2、AtTPD1的拟南芥纯合突变体表型发现只有突变体attpd1表现为完全不育,由于互补实验需要通过观察表型初步探究大豆基因功能,所以此部分实验后续只验证大豆基因GmTPD1a、GmTPD1b的功能。构建拟南芥AtTPD1的启动子与大豆基因GmTPD1a、GmTPD1b的表达载体,将表达载体导入拟南芥杂合突变体AtTPD1/attpd1中,得到T1代种子种植后鉴定筛选出在TPD1位点为隐性纯合的转基因植株。通过表型观察发现,基因GmTPD1a和GmTPD1b表达载体转化的attpd1纯合突变体均有果荚产生,此实验表明大豆基因GmTPD1a、GmTPD1b均具有与基因AtTPD1相似的功能,即在植物绒毡层细胞的分化中有调控作用。但同时我们也发现GmTPD1a转化的转基因植株长果荚数较转化GmTPD1b的植株少,猜测原因可能是物种在进化过程中基因会发生某种突变,使其功能发生了差异。（3）为了解基因GmTPD1a和GmTPD1b编码蛋白在细胞中的位置,构建目的基因GmTPD1a、GmTPD1b的全长编码区与GFP基因序列的融合表达载体转化烟草细胞,在烟草细胞中根据荧光出现的亚细胞位置,推断目的基因的亚细胞表达部位。据实验观察,结果发现在烟草细胞中无法检测到绿色荧光,猜测可能是由于融合蛋白不稳定,导致失去了绿色荧光的表达。基于此又构建目的基因预测的SP（Signal Peptide）碱基序列与GFP基因序列的融合表达载体,实验结果显示蛋白AtTPD1、GmTPD1a和GmTPD1b均在细胞质中及细胞之间的细胞外空间表达,为分泌蛋白。我们推测蛋白GmTPD1a和GmTPD1b在N端含有信号肽,可以指导蛋白通过囊泡运输至细胞膜并将其分泌至特定位置执行功能。综上所述,通过本文章的研究,初步发掘了大豆基因GmTPD1a、GmTPD1b,了解到两者均具有与AtTPD1相似的功能,即在植物绒毡层细胞的分化中有调控作用,同时亚细胞定位实验使我们推测蛋白GmTPD1a和GmTPD1b在N端含有信号肽,可以指导蛋白通过囊泡运输至细胞膜并将其分泌至特定位置执行功能。这些实验结果均显示大豆基因GmTPD1a、GmTPD1b对雄性育性有重要作用。