大豆（Glycine max）是我国重要的粮油兼饲料作物,是仅次于水稻、小麦和玉米的第四大作物。我国大豆产量严重不足,供求关系紧张,自然条件日趋恶劣更制约了其产量。蔗糖是光合作用过程中产生的,是碳和能源的来源。然而,盐、盐碱和干旱逆境胁迫可以抑制光合作用,从而影响蔗糖的供应,降低植物对环境胁迫的耐受性。因此,蔗糖的运输和分配是植物抗逆性的关键步骤。其中,蔗糖转运蛋白是影响上述因素的最为关键因子,通常被命名为SUC或SUT（sucrose transporters）。大豆中存在16个成员,分成3个亚家族,9个成员已被克隆,然而并未对其功能及机制进行详细研究。本研究首先通过生物信息学分析和荧光定量PCR的方法,发现了GmSUT4在盐、盐碱、干旱胁迫下,被显著诱导表达,且在不同组织都具有高表达。然后,克隆并构建了亚细胞定位载体,对GmSUT4的亚细胞定位结果进行了分析。此外,通过基因异源表达体系,在酵母细胞和转基因拟南芥中,对GmSUT4基因功能进行了初步鉴定。进一步,利用酵母双杂和BiFC实验对其预测的互作蛋白进行鉴定。最终,在大豆中超表达GmSUT4基因,并初步对T2代转基因大豆表型进行鉴定,为后续阐明该基因在大豆中参与逆境响应的分子机制研究奠定理论基础。主要研究结果如下:1.通过对大豆蔗糖转运蛋白家族成员进行组织特异性表达分析及非生物胁迫下的表达分析,发现GmSUT4基因在大豆各组织部分表达量较高且表达量受逆境胁迫显著上调。2.构建了GmSUT4::GFP融合蛋白植物表达载体p GDG-GmSUT4,利用本氏烟草进行瞬时表达,在激光共聚焦显微镜下检测荧光信号,结果表明GmSUT4蛋白定位于细胞膜上。3.利用缺陷型酿酒酵母SUSY7/ura3进行GmSUT4蛋白转运蔗糖功能验证,证明其具有转运蔗糖的功能;同时,在干旱、盐和盐碱胁迫培养基上对酵母进行表型观察,初步说明超表达GmSUT4基因具有提高抗逆性的功能。4.通过网站预测及相关文献查阅,GmSUT4和Gm Cyt b5-4可能存在相互作用,然后利用酵母双杂和BiFC的方法对其互作关系进行了鉴定。进一步,通过截短的方式,利用酵母双杂分别对其可能的互作Motif进行了验证。此外,结合Pi SITE网站预测的潜在结合位点,通过点突变及酵母双杂的方法,证明了第82位Leu是影响两个基因互作的关键氨基酸位点。5.通过对sut4突变体,野生型以及超表达GmSUT4基因的拟南芥平板盐、盐碱、干旱表型分析结果发现,转基因拟南芥萌发率明显优于sut4突变体和野生型材料,而根长表型野生型和超表达株系并无明显差异,sut4突变体根长则明显变短;此外,在土壤盆栽试验中,在盐、盐碱和干旱胁迫下,转基因株系同样也明显优于其突变体和野生型材料,其中,突变体黄化最为严重,进一步对上述各拟南芥材料的蔗糖、葡萄糖、果糖和淀粉含量分别进行了检测,结果发现超表达株系受盐和盐碱胁迫后相较其他材料,其高浓度的可溶性糖的含量增加并积累,提高了大豆的抗逆性。6.利用农杆菌介导的大豆子叶节稳定遗传转化的方法,将GmSUT4基因在大豆中进行超表达,并获得5个转基因大豆株系。进一步,对高表达的T2代转基因大豆进行了初步表型鉴定,结果发现与野生型相比,株高明显增加,为后续研究其抗逆相关功能提供材料基础。