大豆[Glycine max(L.)],双子叶植物纲豆科大豆属植物,为重要的粮油兼用作物。随着全球气候变化和农药过度的使用,大豆生产中病虫害日益加重。为了从源头寻找理想的大豆抗病虫相关基因,培育抗病虫大豆新品种,我们开展了大豆次生代谢相关的抗病虫害基因的挖掘工作。硫代葡萄糖苷(Glucosinolate,简称硫苷)是一种于十字花科植物中发现的次生代谢产物,其水解产物具有抑制细菌、真菌增殖和抗虫等功能。而关于大豆中硫苷抗病虫功能的相关研究报道甚少。本实验室前期的研究发现,在大豆根瘤中存在硫苷代谢途径,并首次从大豆根瘤中克隆出硫苷代谢途径中的关键酶基因—磺酸基转移酶基因GmSOT1。而GmSOT1基因的过表达是否会增加大豆植株中的硫苷含量从而提高其抗病虫的能力则尚未见报道。虽然转基因大豆已在全球范围大面积种植,但其遗传转化仍是具体实施的难点。尽管从理论上利用农杆菌介导法将外源基因转入大豆可缩短大豆良种选育进程,然而目前大豆的遗传转化效率仍极低,主要原因归咎为：1)大豆离体培养植株再生困难；2)实验操作重复性差；3)受体基因型间差异明显和转入基因的依赖性强；4)培养条件复杂,这极大程度地桎梏了利用转基因技术进行的大豆遗传改良。因此,建立一种高效的大豆离体培养再生体系,并在此基础上优化农杆菌介导的大豆遗传转化技术,是目前大豆遗传转化中亟待解决的一个难题。本研究以大豆K06-82胚尖为起始外植体,开展了大豆高效离体培养再生体系的优化,对以大豆胚尖为受体系统的遗传转化技术进行了改良,并进行了大豆GmSOT1的遗传转化,然后利用GUS染色、PCR检测、Southern blot杂交等方法对转GmSOT1基因的抗性植株进行了分析；初步鉴定了GmSOT1基因转基因植株的抗虫效果,同时测定了GmSOT1基因转基因植株的酶活水平,试验结果如下：1.建立了大豆K06-82的高效、稳定再生体系：以氯气消毒法获取外植体胚尖,以MSB5为基本培养基,不定芽诱导时先在附加3.0 mg/L 6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)的培养基上光下培养5 d,再转接至附加0.5 mg/L 6-BA和0.05 mg/L萘乙酸(NAA)的培养基上,2W继代一次;不定芽伸长培养基配方为：MSB5+0.2 mg/L 6-BA+0.3 mg/L赤霉素(GA3),2W继代一次；不定芽生根时培养基配方为：1/2MSB5+1.0 mg/L吲哚丁酸(IBA),该方法适用于带胚轴不定芽和不带胚轴不定芽生根,生根效率均达到96.7%左右。2.大豆遗传转化体系优化：对K06-82胚尖进行遗传转化时,预培养时间以24 h为宜,最佳侵染方法是28℃、200 r/min条件下侵染1 h,共培养时乙酰丁香酮(AS)使用浓度为200μmol/L,适合大豆K06-82转基因抗性芽生根的IBA浓度为1.2 mg/L,不带下胚轴的不定芽生根率高于携带下胚轴的不定芽生根率。随后用优化的遗传转化方法将GmSOT1基因转入K06-82胚尖,遗传转化效率达25.1%。3.大豆GmSOT1抗性植株的分子鉴定和抗虫性测试：利用GUS染色和PCR检测方法,初步证明GmSOT1基因已经转入大豆基因组中；再用Southern blot分子检测方法,确定GmSOT1基因已经转入大豆基因组中。从而,获得大豆GmSOT1转基因植株。利用已获得大豆GmSOT1转基因植株,开展抗虫性测试。结果表明,与对照组相比,转基因植株叶片危害等级均降低,幼虫平均体重降低且死亡率增加,而不同转基因株系之间的抗虫性存在一定差异。