在酸性土壤中,铝(Aliminum,Al)是限制作物生长、生产的主要因子之一。E3泛素连接酶广泛参与植物细胞内的各种代谢过程。但其如何调控植物抗Al机制,需进一步研究。根据前期基因芯片的研究发现,Al胁迫下大豆根尖2个编码E3泛素连接酶的基因Glyma.10G156500 (GmUPL1)和Glyma.13G072800 (GmUPL2)转录上调。据此,本研究对克隆得到的两个基因全长序列,进行生物信息学分析、亚细胞定位、表达模式分析,并将二者超表达于拟南芥野生型以及大豆发根,综合分析两个基因与大豆Al毒或抗Al的关系。具体实验结果如下:1、GmUPL1和GmUPL2编码的氨基酸序列相似度约为12%,序列差异大但二者RING环区域高度保守。通过实时荧光定量PCR实验发现,GmUPL1和GmUPL2基因在转录水平上受到Al诱导。GmUPL1和GmUPL2在Al处理24h时转录丰度明显上升。另外,Cu和La处理均提高GmUPL1的转录丰度,但是GmUPL2的转录表达受Cu胁迫诱导,不受La处理的影响。2、CaMV 35S::GmUPL1及35S::GmUPL2转化拟南芥原生质体,显微镜观察其亚细胞定位,表明GmUPL1和GmUPL2编码的蛋白均位于细胞质中。3、以CaMV 35S为启动子,GmUPL1和GmUPL2基因超表达大豆发根。苏木精染色实验表明,与K599诱导的发根(WT)相比,GmUPL1-OE和GmUPL2-OE苏木精染色较深,表明Al毒增强。进一步研究表明,在Al或无Al处理下,与WT相比,GmUPL1-OE和GmUPL2-OE发根中抗Al基因如GmAACT1、GmSTOP1、GmFRDL、GmME1的转录表达模式不发生改变。4、以CaMV 35S为启动子,GmUPL2基因异源表达拟南芥得到GmUPL2-OE的T3纯合株系。Al处理后GmUPL2-OE拟南芥株系的根长相对伸长量并没有显著性变化。甘露醇胁迫和盐胁迫实验时,WT、Vector、GmUPL2-OE拟南芥植株间的发芽率差异不显著。关于GmUPL1和GmUPL2基因调控大豆Al毒的机制仍需进一步的研究