磷是植物营养三要素之一,对植物的生长发育具有十分重要的作用。然而由于磷元素的性质及外界环境的影响,使作物对土壤中磷的利用率很低,导致作物缺磷而减产。而植物在长期进化过程中,已经形成适应低磷胁迫的一系列机制,而其中包括改变植物根构型,来增加与土壤磷的接触面积。有文献报道,在水稻、拟南芥中有泛素降解途径相关的蛋白,如E3连接酶参与应答低磷胁迫,但对大豆是否存在低磷胁迫响应的E3连接酶及其功能都不清楚。本研究鉴定了一个大豆低磷响应的含RING结构域的E3连接酶基因GmLPRF1,对其表达模式、启动子活动、蛋白定位进行了分析,并通过异源表达对其调节根系生长和地上部发育进行了分析。获得如下结果:1.前期转录组测序揭示GmLPRF1被低磷诱导表达,定量PCR分析进一步证实,GmLPRF1在大豆根和叶均受长期低磷胁迫诱导表达。此外在不同的缺素处理下,GmLPRF1的时空表达模式有差异。缺氮下GmLPRF1在叶部被上调表达,在缺铁下根部被抑制表达,说明大豆GmLPRF1基因不是被低磷特异诱导表达。2.在正常营养下,GmLPRF1启动子在拟南芥幼苗根、叶都有活动,但在低磷下活动加强;此外缺铁条件下启动子在根部活性很弱。在拟南芥盛花期（25天）,GmLPRF1启动子在叶片、花有活动,但在荚果没有活动。值得注意的上,GmLPRF1启动子在主根维管束、侧根的延长区都有活动;此外GmLPRF1启动子活性受外源NAA的诱导。烟草下表皮瞬时表达实验证实GmLPRF1蛋白位于细胞核、细胞膜。3.与Col-0相比,在正常营养条件下过表达GmLPRF1的拟南芥株系侧根数和侧根密度显著增加;而在低磷条件下过表达GmLPRF1的拟南芥株系侧根数、主根长、侧根密度没有显著性差异。进一步分析发现,GmLPRF1在正常营养条件下促进侧根形成是因为促进侧根原基突破表皮,而不是促进侧根原基的形成。另外,过表达GmLPRF1促进侧根原基突破表皮与其增加At LAX3、At PLA1表达水平及降低At PIP2;1的转录水平有关。4.过表达GmLPRF1改变拟南芥对生长素的响应。和野生型相比,低浓度（1 n M）NAA处理对过表达株系的侧根密度增加幅度比Col-0小,说明过量表达GmLPRF1降低了拟南芥对NAA的敏感性;1μM生长素极性运输抑制剂NPA完全抑制Col-0和过表达GmLPRF1株系的侧根形成;而低浓度NPA（0.1μM）对过表达GmLPRF1株系侧根数目的减少程度小于Col-0。这些结果说明,过表达GmLPRF1促进侧根形成是依赖于生长素的,且可能增加了主根内源生长素的含量。5.和Col-0相比,过表达GmLPRF1拟南芥株系在正常条件下生长14天生物量显著增加;过表达GmLPRF1促进拟南芥营养生长,抽薹1 cm时的莲座叶数显著增加,开花时间延迟,40天时的株高显著增加。过表达GmLPRF1延迟拟南芥的开花与其降低At LTF、At CO和At SCO1的表达水平相关;转基因株系株高增加是由于GA降解的相关基因GA2ox表达水平减低,GA合成酶基因表达水平升高的结果。综上所述,本研究鉴定了一个受低磷诱导的大豆RING E3连接酶-GmLPRF1,对其不同养分胁迫的响应模式、启动子活性、蛋白定位进行了分析;发现过表达GmLPRF1促进侧根原基突破表皮,改变了对生长素的敏感性,增强At LAX3、At PLA1等基因表达;促进植物营养生长,延迟开花,抑制开花相关基因At LTF、At CO和At SCO1的表达水平。