大豆是我国重要的粮油作物之一。油菜素内酯(BR)是一种重要的植物激素,对植物生长发育有着多方面的重要影响,其主要的生理效应是促进细胞伸长和分裂,促进植物光合作用、提高植物的抗逆性,影响植物根系的生长。已有研究揭示:BR促进大豆不定根形成、增强大豆抗逆性和调节根瘤形成。虽然已对拟南芥、水稻、豌豆等植物BR受体基因功能有较深入研究,但到目前为止,缺乏对大豆BR受体基因功能的深入研究。为了揭示BR调节大豆生长发育和逆境响应的分子基础,本研究通过RACE技术克隆了大豆BR受体基因GmBRI1,并通过转化模式植物拟南芥,初步研究了其功能。获得如下结果:　　 (1)通过SMART RACE技术克隆了GmBRI1基因,编码1187个氨基酸残基;系统进化树分析表明其与PsBRI1、AtBRI1有很高的同源;GmBRI1与PsBRI1和AtBRI1的同源性分别高达81％和69%。生物信息学分析表明GmBRI1在N端有一个信号肽,接着是25个LRRs区域,跨膜结构域和激酶结构域,可能定位于细胞膜。比较Gm BRI1基因组序列,发现GmBRI1基因不含内含子。　　 (2)荧光定量PCR检测GmBRI1在大豆幼苗期和成熟期的表达模式,结果表明,GmBRI1在大豆中各个器官均有表达。幼苗期,GmBRI1在主根表达量显著高于其他部位;在成熟期,GmBRI1在豆荚表达量显著高于其他部位。　　 (3)亚细胞定位试验表明,GmBRI1定位于细胞膜。　　 (4)将GmBRI1在拟南芥Col-0、Ws-2、bakl-1以及bakl-1D bril-5突变体过量表达,导致转基因植物的株高、叶柄长度、荚果柄、荚果都比对照长,这种差异在突变体bakl-1和bakl-1D bril-5背景下更明显尤为明显。　　 (5)黑暗条件下,转基因植株的下胚轴均比对照长;用BR生物合成抑制剂BRZ处理,转基因拟南芥的下胚轴也受到不同程度抑制,但在相同处理下明显比对应的非转基因拟南芥的下胚轴长。　　 (6)用EBL处理拟南芥,结果表明转基因拟南芥的主根比非转基因的长。　　 (7)在BR信号转导缺陷的bakl-1和bakl-1D bril-5基因型拟南芥背景下,转入GmBRI1基因后,参与BR生物合成的CPD、DWF4、BR60x1、BR60x2基因转录水平与非转基因植株相比有不同程度的下调。说明过表达GmBRI1基因后,促进了拟南芥BR信号转导相关突变体的信号转导,反馈调节相关BR合成酶的表达。　　 (8)分别用不同浓度的NaCl、ABA和山梨醇处理拟南芥,结果表明转基因拟南芥的主根比非转基因的长,说明过表达GmBRI1增强拟南芥相关逆境抗性。　　 (9)克隆获得GmBRI1的激酶区域GmBRI1.KD,并将其连接到原核表达载体pMALc4x中,成功表达GmBRI1.KD,实验结果表明该蛋白是可溶的,为将来研究GmBRI1受体激酶活性打下了基础。　　 综上所述,本研究克隆了大豆BR受体GmBRI1基因,研究了其表达模式、亚细胞定位以及过表达对拟南芥生长发育及对BR响应的影响:为将来深入研究大豆BR信号转导以及BR调节大豆生长发育及逆境响应打下了良好的基础。