大豆是我国重要的经济作物,同时又是植物油和植物蛋白的主要来源。大豆中蛋白高达35%-40%,食用以大豆为原料的各种豆制品成为了人们摄取蛋白的首选,且近些年对大豆消费量急剧增加,使得国产大豆远远不能满足国内市场的需求。因此,利用现代生物技术结合传统育种的方法,发掘调控大豆氨基酸转运的关键基因,阐明种子中蛋白质合成的机理,将为培育出高产、高质量的大豆新品种提供新思路。氨基酸在植物体内被称为“氮素交换的货币”,同时它又是构成蛋白质的基本单位。氨基酸只有进入植物细胞才能发挥作用,相应的氨基酸跨膜转运蛋白在其中起着重要的作用。氨基酸转运蛋白在绝大多数生物体中均已被发现。其中参与植物体内氨基酸的吸收、转运的氨基酸透性酶（amino acid permeases,AAPs）是目前研究的相对清楚的一类氨基酸转运蛋白。在拟南芥中该家族共有八个成员,依次是At AAP1-8,已有的研究结果发现它们直接或间接影响了种子发育、品质及产量等相关性状。本研究利用生物信息学方法将大豆Williams 82转录组数据与已报道的拟南芥AAP家族蛋白进行序列比对分析,确定Gm AAP3-like2基因为研究对象并进行克隆。通过荧光定量PCR分析发现,Gm AAP3-like2基因在大豆根、茎、叶等组织中均有表达,尤其在花、顶端分生组织和果荚中表达量最高,这与网上公布的转录组数据一致。同时,将该基因连接到p CAMBIA1300-GFP载体上,构建成功的载体分别在烟草和拟南芥中表达,用以研究大豆Gm AAP3-like2的亚细胞定位和生理功能。主要结果如下:1.生物信息学分析结果表明,大豆Gm AAP3-like2基因长度为1464bp,编码487个氨基酸。同时发现拟南芥At AAP3和大豆Gm AAP3-like2的蛋白序列相似度最高,为65.51%。2.定位分析结果:将大豆Gm AAP3-like2在烟草叶片表皮细胞中进行瞬时表达发现该蛋白可能定位在内质网和细胞膜;同时将获得的转基因拟南芥幼苗在荧光共聚焦显微镜下进行观察,发现其具有明显的质膜信号。GUS组织化学染色结果显示,该基因主要在植物各个器官的维管组织表达,其次在花的柱头以及开花后12天的角果壳上表达量比较高。3.过量表达与野生型（Wild type,WT）拟南芥幼苗在含有不同浓度氨基酸的1/2MS培养基上生长,发现在加入100m M丙氨酸（Ala）和4m M甘氨酸（Gly）的培养基上,过量表达拟南芥幼苗出现了生长迟缓、植株矮小、根短小,有些甚至死亡,与野生型相比生长明显受到抑制。该现象说明Gm AAP3-like2促进了根细胞对丙氨酸（Ala）和甘氨酸（Gly）的摄取和运输。4.对Gm AAP3-like2过量表达拟南芥种子相关农艺性状进行分析发现,与WT相比,Gm AAP3-like2过量表达拟南芥株系OE8、OE19和OE24的千粒重分别增加了14.02%、15.87%、12.15%;同时在体视显微镜下对成熟的拟南芥种子进行观察并用软件进行长度和宽度的测量,发现三个过量表达株系种子的粒宽都有显著性的变化,分别增加了5.48%、9.46%、8.14%;接着统计了单株角果数,发现与WT相比,过量表达株系分别增加了16.38%、12.25%、13.58%;进一步的分析了种子的单株产量,发现相对于WT,过量表达拟南芥的单株产量也是显著增加的,分别增加了17.93%、17.84%、13.97%。以上结果说明大豆Gm AAP3-like2参与了拟南芥种子发育的调控。综上所述,大豆Gm AAP3-like2参与了细胞对氨基酸的摄取和转运,同时影响了拟南芥种子的发育,这为进一步研究大豆氨基酸转运蛋白Gm AAP3-like2参与蛋白合成调控提供了理论依据,也为培育高蛋白、高产大豆新品种提供了新的思路。