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酸性土壤上低磷胁迫和酸铝毒害严重影响了植物的生长和发育。农业生产中主要通过施用磷肥和石灰来降低磷缺乏和酸铝毒害对作物生产的影响,但这种高投入的方式不适用可持续农业发展,且过量施用磷肥易导致环境的污染。因此研究作物适应低磷胁迫和酸铝毒害的生理和分子机理,培育适应酸性土壤的作物品种显得尤为重要。转录因子STOP1在植物响应酸铝机制中起到重要作用。本研究以大豆为材料,通过同源克隆,获得3个大豆GmSTOP1s基因。对其转录激活活性、亚细胞定位以及表达模式等性质进行了分析。进一步在拟南芥stop1突变体和野生型中超量表达GmSTOP1s基因,初步分析其调控植物适应低磷胁迫和酸毒害的功能。主要结果如下:1、通过比对在大豆基因组中获得三个与拟南芥AtSTOP1高度同源的GmSTOP1基因,分别将其命名为GmSTOP1-1,GmSTOP1-2和GmSTOP1-3。这3个GmSTOP1蛋白均含有典型的C2H2型锌指结构域。亚细胞定位结果表明,3个GmSTOP1s均定位于细胞核。酵母单杂结果显示,虽然这3个GmSTOP1s都具有转录激活活性,但只有GmSTOP1-3可以与GmALMT1的启动子区域结合。2、基因的表达模式结果显示,铝处理均上调了大豆根尖3个GmSTOP1s基因的表达。而酸毒害对GmSTOP1-1和GmSTOP1-3的表达无明显影响,但在处理24小时后上调了GmSTOP1-2的表达水平。进一步分析了3个GmSTOP1s基因表达模式的自然变异及其与大豆酸敏感性的相关性。结果显示,虽然3个GmSTOP1s基因的表达水平在不同品种间存在着明显差异,但其表达水平与大豆的酸敏感性无显著相关性。3、营养元素的缺乏对这3个GmSTOP1s基因在植株不同部位的表达有不同程度的调控。其中,缺氮、缺磷和缺硫上调了这3个GmSTOP1s基因在叶片中的表达;缺钾仅上调了GmSTOP1-1和GmSTOP1-3在老叶的表达。缺铁和缺钙下调了这3个基因在新叶的表达,但对老叶中这3个基因的表达无明显影响。在根系,GmSTOP1-1的表达只在缺氮条件下稍有提高,缺硫则明显抑制了该基因的表达;GmSTOP1-2的表达在缺钙和缺铁条件下上调,在其他缺素处理中无明显变化;缺氮、磷和硫的处理增加了GmSTOP1-3的表达量,但缺铁降低了其表达水平。4、在拟南芥stop1突变体中回补表达GmSTOP1-1和GmSTOP1-2能够恢复突变体对酸的耐受性。在野生型拟南芥中超量表达GmSTOP1s均促进了高磷条件下转基因材料的生物量和根冠比。但在低磷条件下,仅超量表达GmSTOP1-3的转基因株系的根冠比明显提高。5、进一步对超量表达GmSTOP1-3的转基因拟南芥的根表面积,总根长、主根长和侧根长进行了分析。结果发现,超量表达GmSTOP1-3能够提高转基因株系的根表面积,总根长和侧根长,但对主根长度无明显影响。综上所述,本研究克隆了大豆GmSTOP1s转录因子家族的3个基因,对其亚细胞定位和表达模式等性质进行了分析,同时初步解析了其在植物适应酸铝胁迫和低磷胁迫中的功能,为培育适应酸性土壤的大豆品种提供理论基础和候选基因。