大豆因其蕴含丰富的油分和利于人体吸收的植物蛋白,一直是我国重要的粮食和经济作物。同时,大豆又是十分常见的短日照作物,对光照时间的变化会有着比较敏感的应答,这就造成不同品种适种范围的局限,极大限制跨区域引种的可能性。所以,对大豆开花调控基因的功能和其中分子作用机制的研究,对加快大豆品种改良,提高大豆的产量和品质都具有极为重要的意义和价值。本实验基于本实验室前期的研究结果,结合高密度图谱对重组自交系群体(中黄24×华夏3)进行关联分析,选取大豆光周期调控候选基因GmHLH63,克隆并构建过表达载体,并用农杆菌介导的子叶节转化法导入大豆受体材料华春6号中,通过对不同条件下过表达植株的表型变化进行分析,从而明确该基因的功能。通过生物信息学分析结果表明GmHLH63基因位于大豆第6号染色体上,全长550 bp,编码110个氨基酸,在基因上游调控区发现的启动子顺式作用元件中包含AE-box、AT1、GAG、GT1等众多可能对光周期有响应的启动子元件。GmHLH63蛋白中含有一个保守的DNA结构域,由34个氨基酸组成,属于HLH家族,与许多双子叶植物中bHLH家族的BIM1转录因子同源率较高。蛋白质结构预测结果表明GmHLH63为疏水性蛋白,没有跨膜结构域,也未发现信号肽序列,预测定位是在细胞核上。利用qRT-PCR对该基因的表达模式进行分析,发现该基因在大豆各个器官中均有表达,且根部和单叶、三出复叶中的表达量相对较高。生育期表达节律表明,结果表明该基因在营养生长中后期表达量有所增加,可能与营养生长向生殖生长的过渡有关。在各个统计阶段,短日照条件下该基因的表达量要比长日照处理要低,且表达量没有显著的变化,未出现明显峰值。华夏3号与中黄24基因的表达量差异不大,但华夏3号表达量出现明显升高的时间比中黄24要值稍晚一些,也可能与华夏3生育期长的特点有关。昼夜节律表明,该基因在白天表达量都很低,但在光照后期或者暗生长阶段出现明显峰值。对比该基因在长日照和短日照条件下的表达模式,可见基因表达量达到峰值的时间发生了改变,证明该基因对光周期存在响应,且表达模式发生了变化。进一步将GmHLH63基因插入p1302载体的GFP上游,构建融合表达载体,用烟草表皮细胞进行亚细胞定位,结果表明GmHLH63蛋白定位于细胞核中,将GmHLH63插入pGBKT7中进行酵母转化,也表现出转录自激活活性,这与转录因子的特征相符,综上所述,该基因属于bHLH家族转录因子。将GmHLH63基因插入pTF101过表达载体中,并通过子叶节转化法,将重组后的过表达载体导入受体华春6号中,在大豆中进行过表达,得到4个转基因事件。对转基因植株的表型分析,研究结果显示在长日照条件下,与作为对照的华春6号相比,转基因株系表现出显著的早花现象。本研究通过对目的基因的过量表达,初步明确了GmHLH63基因的功能,其可能参与了大豆的光周期开花调控,这为进一步了解大豆开花调控机理提供了理论基础。