大豆(Glycine max(L.)Merr)是重要的粮油兼用及高效固氮作物。同时,还是典型的短日照植物,其生长受光周期的影响较大。Flowering Locus T(FT)控制光周期开花调节过程,是开花途径中的集合因子。最近的研究发现,FTs除调控开花外,还参与植株营养器官,如根系、块茎等发育过程。暗示了,FT基因功能具有多样性。目前,关于大豆FTs是否参与调控根系结瘤的研究还未见报道。本研究首先对大豆中的FT家族成员进行生物信息学分析和表达模式分析,获得候选基因FT2a和FT5a。利用转基因株系和近等基因系等遗传材料,通过不同光照时间处理,进一步研究FT2a和FT5a对大豆生长及结瘤固氮的影响,初步探讨了FT2a和FT5a在大豆结瘤过程中的生物学功能。主要研究结果如下:1)生物信息学分析表明:大豆共有12个成对存在的FT蛋白家族成员,这些成员均含有FTs家族的保守序列及FT的功能性位点Tyr(Y)。遗传进化树分析发现,FTs在单、双子叶中分成两个独立的进化群,说明,FTs在植物进化过程中存在分化现象。大豆的12个FTs可分成两组,第一组包含5个成员,均有4个外显子和3个内含子;第二组有7个成员,其外显子和内含子个数有所差异;此外,大豆12个FTs的第二个外显子都极其保守,碱基长度均为62 bp。2)时空表达模式分析表明:在长日照下,除FT1a/FT1b以外,其它10个FTs在各组织中均有表达;其中,FT4在叶片的表达丰度最大,而在根瘤中几乎不表达;FT2a和FT5a在不同时期的根瘤中均有表达,且表达量随着根瘤的发育逐渐增加;短日照条件下,FT2a和FT5a表达丰度较高,在叶片中的表达量呈现先增加而后下降的趋势;而在根瘤中的表达随着根瘤的发育而增加,此外FT2a和FT5a在根瘤中的表达丰度较高,与长日照表达一致。暗示了,FT2a和FT5a在不同光周期条件下对根瘤的生长发育可能具有相似的功能。3)FT2a启动子驱动GUS的染色结果表明,FT2a主要在根的中柱和根瘤的皮层中表达;且在根瘤中的蛋白定位结果显示,FT2a和FT5a可能在根瘤皮层细胞的细胞质及细胞核中定位。4)利用转基因材料研究发现:超量表达FT2a和FT5a后,能够增加根瘤数、提高根瘤的固氮能力、促进植株生长及对养分的吸收,增加植株的氮、磷含量和生物量。在不同日照处理下,长日照植株根瘤数、氮、磷含量和生物量增加;短日照下过表达FT2a和FT5a对根瘤数目的增加效果要显著高于长日照。5)利用FT2a近等基因系材料研究表明:FT2a-SORE第一个内含子发生965 bp转座子插入,致使其表达量下降。与FT2a野生型相比,FT2a表达量下降均显著抑制了长、短日照条件下的大豆结瘤,根瘤的固氮酶活性下降,进而显著降低了氮、磷含量和生物量。综上所述,FT2a和FT5a是大豆FT家族中在根瘤器官表达较高的两个基因,其表达受光周期的严格调控。FT2a和FT5a能够调控大豆根瘤发育、固氮能力及植株生物量和氮、磷养分状况,在大豆生长、养分吸收及生物固氮中发挥着重要作用。