根系是固定植物、获取水分和养分的重要器官,也与植物的抗逆密切相关。大豆是主根系植物,侧根决定着根系在生长介质中的空间分布（根构型）,对大豆的适应性和产量有重要影响。研究大豆侧根发育对优化大豆根构型,提高大豆产量和抗逆性有重要意义。本实验首先对lrs-1突变体与野生型的重要农艺性状、根系形态和解剖结构进行了比较,利用华夏3号与lrs-1杂交F2群体对lrs-1的短侧根性状进行了遗传分析确认突变基因的遗传方式后,用华夏3号与lrs-1杂交的F2群体中极端类型分离个体分别构建了两个混池,分别测序后用MutMap策略将突变基因定位在12号染色体的10497514～32404202（21.91Mb）区间内,最终确定了候选基因为Glyma.12G168900,并对候选基因及其同源基因特征进行了生物信息学分析。主要结果如下:1.lrs-1与野生型间根系性状的差异。通过水培和沙培试验观察lrs-1和华夏3号侧根发育的动态,发现lrs-1突变从侧根起始时就影响侧根长度,直至侧根发育完成。2.lrs-1与野生型间根系解剖结构的差异。通过对lrs-1和华夏3号切片观察,发现突变体lrs-1与华夏3号的侧根均起源于,但lrs-1在侧根未突破表皮前基部细胞短于华夏3号,这可能是lrs-1侧根短于华夏3号的原因之一。同时发现lrs-1木质部细胞的形态为一个环状,与华夏3号木质部细胞呈4瓣的形态不同,但木质部形态的差异是否与lrs-1基因的突变有关需进一步验证。3.lrs-1与野生型间农艺性状的差异。通过对田间lrs-1和华夏3号取样考种,发现lrs-1与华夏3号在产量上无显著差异,但lrs-1在有效分枝、节数、秕荚数上显著多于华夏3号。通过对lrs-1和华夏3号叶片的扫描,发现lrs-1与华夏3号在叶片叶柄的发育上无显著差异。说明华夏3号和lrs-1除了在侧根长度上有差异外,在分枝、分节、籽粒发育也存在差异。4.lrs-1与野生型间抗逆性状的差异。通过营养液中lrs-1和华夏3根系形态对重金属胁迫响应的观察,发现lrs-1和华夏3在对重金属镉和铅的响应一致。通过营养液中lrs-1和华夏3根系形态对缺素胁迫响应的观察,发现对缺铁和缺磷的响应不同,lrs-1在缺铁胁迫下总根长、侧根总长、总根表面积增加,但华夏3号总根长、侧根总长、总根表面积都减少;lrs-1在缺磷胁迫下总根长、侧根总长、总根表面积增加的幅度显著高于华夏3号,表明lrs-1对缺铁胁迫和缺磷胁迫的响应更明显。在干旱胁迫下lrs-1地上部干重减少幅度小于华夏3号,表明lrs-1对干旱性比华夏3号更不敏感。5.lrs-1突变基因的定位。通过MutMap定位策略,将lrs-1突变基因定位在12号染色体的10497514～32404202（21.91Mb）区间内,该区间存在8个突变点。在突变点上设计引物,通过琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯凝胶电泳确认分子标记32404202与lrs-1短侧根性状完全连锁。6.Glyma.12G168900及其同源基因的生物信息学分析。Glyma.12G168900编码一个拟南芥CPSF73I的同源基因,其蛋白质序列与AT1G61010高度相似。突变基因的突变点位于Glyma.12G168900编码区,缺失一个碱基A后导致移码突变,翻译提前终止,导致缺失CPSF73-100＿C结构域。在大豆基因组中有一个同源基因Glyma.08G188800,其蛋白质序列上与Glyma.12G168900高度相似。公共数据库大豆表达数据表明Glyma.12G168900在大豆根中表达量远远高于Glyma.08G188800。通过比较Glyma.12G168900和Glyma.08G188800启动子区域发现两个基因的启动子元件类型和数量存在较大差异,可能与其表达特征有关。