大豆[Glycine Max（L.）Merr.]原产于中国,有着丰富的种质资源,由于其蛋白质和油脂含量丰富,使其成为中国重要的主要作物之一。硫元素作为第四大营养元素,在大豆生长发育中起着无可替代的重要作用。然而,大气SO2污染治理和土壤有效硫含量的逐渐减少,导致大豆生长可吸收和利用的硫含量很低。施用肥料营养不全面是土壤缺硫的一个主要原因,然而过多的肥料施用不但会造成土壤板结还会增加种植成本,无法从根源上解决大豆缺硫问题。最重要的一个原因在于大豆对硫元素的吸收利用效率较低。因此,迫切研究大豆硫元素代谢机制和培育硫高效利用大豆品种刻不容缓。本研究以科丰1号和南农1138-2为亲本所构成的184份重组自交系群体（RIL）为研究对象进行群体连锁分析,通过设置正常和减硫两种处理的营养液,在人工气候室进行大豆苗期耐低硫水培试验,调查耐低硫相关表型性状,结合群体开发的SNP标记进行连锁分析,获得相关耐低硫重要QTL连锁位点,并筛选相关耐低硫候选基因GmRAMP4、GmRPL12、GmNTF2。对这3个基因进行生物信息分析、诱导表达、组织表达并克隆基因进行毛根实验进行基因功能初步研究。研究得到的结果为后续的大豆耐低硫研究提供相关思路。主要研究结果如下:1.测定184份重组自交系群体苗期大豆的新叶叶绿素值、老叶叶绿素值、株高、根长、地上部干重和地下部干重6个受低硫影响的性状指标进行连锁分析。结果表明,这6个指标性状均有较高的遗传变异,基本呈现正态或近正态分布,证明大豆耐低硫是一个多基因控制的数量性状。相关性分析发现,在正常硫环境下,除株高与新叶叶绿素、根长与老叶叶绿素和株高间呈现负相关,其余指标均呈现正相关。经过低硫处理环境下,这些指标均呈现正相关。方差分析结果表明,除第二个环境下的老叶叶绿素和第一个环境下的地下部干重,其余指标在三个环境下均达到显著差异。2.利用184份重组自交系群体材料的三个环境和三个环境平均值的硫相关指标表型性状,结合组内开发高密度SNP标记进行连锁分析。结果表明,对于株高性状,环境1和环境2共同定位1号染色体,Marker37位点,贡献率分别达到3.2%和2.00%。对于地下部干重性状,环境1和环境2共同定位了 3个显著位点,主要分布在7号、9号和17号染色体。对于三个环境平均值,与环境2下共同定位到3个连锁位点,均位于14号染色体上;与环境1定位到1个位点,位于17号染色体上。进一步对数据的深度挖掘,在环境1中分别对正常和低硫处理下的6个表型数据进行连锁分析得到结果:对于根长性状,连锁定位到8号染色体上一个显著位点,贡献率高达7.25%。3.对于多个环境重复定位得到的候选基因进行筛选,最终选择GmRAMP4、GmRPL12、GmNTF2这3个基因进行下一步的功能验证。有趣的是,这3个基因氨基酸序列均表明与核糖体存在一定的关系。同时以科丰1号和南农1138-2材料进行低硫诱导表达分析,以检测候选基因是否响应低硫诱导,结果表明这3个基因在两个亲本材料中存在差异表达。组织表达结果显示,三个基因在根、叶中均有较高的表达量,其次是英、种子和茎中的表达量基本较低。进一步构建了过表达和干扰载体进行农杆菌介导的毛状根实验以研究基因的初步功能。经过过表达和干扰的GmRPL12基因中,表型明显差异即过表达后植株经过低硫诱导处理后毛根量显著多于正常营养液生长的植株;干扰后的植株表型与之呈现相反趋势即经过低硫诱导处理后毛根含量发生减少。对相关表型、植株体内含硫量和荧光定量表达进一步验证GmRPL12基因是一个正向调控基因。在GmNTF2中同样构建过表达和干扰载体转入大豆植株中发现:过表达植株子叶节并未发出毛根,而在干扰植株中正常长出毛根。干扰植株经过低硫诱导后干扰植株地下部毛根显著大于空载对照,通过对植株表型、体内含硫量测定和荧光定量结果表明GmNTF2基因是一个负调控基因。在过表达与干扰GmRAMP4后,植株对于低硫耐性未发生变化。