大豆是一种重要的经济作物，具有丰富的油脂、蛋白质、矿物质元素等营养成分，为榨油和豆制品加工提供了优质的原材料。然而由于自然界中广泛存在且频繁发生的生物与非生物胁迫，大豆的生长发育、产量和品质受到了严重影响，造成巨大的经济损失。因此，探索作物中逆境胁迫响应机制以及良好农艺性状的调控基因，运用分子生物学和生物化学调控等手段增强作物对各种胁迫的适应性，对于提高大豆产量、品质和经济效益具有十分重要的意义。　　WRKY蛋白是植物特有的一个转录因子超大家族，在植物生长、发育和环境响应中发挥重要作用。含有FxxxVQxhTG序列即VQ域的蛋白是WRKY转录因子的互作蛋白。虽然VQ蛋白在多种植物中已有报道，关于它们的结构、功能和进化的系统研究却非常有限，且这些有限的信息大多来自于模式植物拟南芥。本文报道的是对大豆VQ家族的结构与功能系统分析。主要研究内容包括系统鉴定了大豆基因组中VQ基因家族成员，分析它们的序列结构、染色体定位、进化关系、启动子作用元件及表达模式，解析和WRKY蛋白互作的特异性及必需的功能结构，并利用分子生物学手段详细研究了数个大豆VQ基因在植物生长、发育及环境响应中的重要功能。主要研究结果包括:　　1.大豆VQ家族的基本生物学信息。　　对已测序大豆品种‘Williams82’全基因组进行搜索，鉴定得到74个大豆VQ家族成员，分布在大豆的19条染色体上。大豆VQ基因片段小，少有内含子，启动子中含有丰富的逆境胁迫相关的顺式作用元件。蛋白序列比对及进化关系分析表明大豆VQ蛋白可根椐紧靠VQ功能域上流氨基酸序列差异分成6-7亚族。对Soybase RNA-seq数据库进行分析，发现大豆VQ基因在多种大豆组织器官中都有表达。这些生物学信息为初步了解大豆VQ基因提供了基础。　　2.大豆VQ基因与WRKY的互作。　　酵母双杂结果证实大豆VQ蛋白只和第Ⅰ及Ⅱc类型的WRKY蛋白互作。挑选的25个大豆VQ蛋白中有21个与WRKY蛋白互作，其中5个几乎和所有的第T、Ⅱc类型的WRKY互作;20个第一类型C端及第Ⅱc类型WRKY中，18个和VQ互作，其中4个和大多数VQ互作。VQ域上游紧邻的一段亚区也会影响VQ蛋白与WRKY蛋白的互作。改变GmVQ16，VQ35，VQ44VQ域上游序列一个氨基酸，可增强与某些WRKY蛋白的互作;改变GmVQ7和GmVQ47VQ域上游序列一个氨基酸时，可以减弱与某些WRKY蛋白的互作，改变GmVQ27VQ域上游序列一个氨基酸时，既可增强与某些WRKY蛋白的互作，也可减弱与另一些WRKY蛋白的互作。这些结果说明大豆中WRKY和VQ互作具有特异性，而这些特异性受VQ域上游亚区的影响。　　3.大豆VQ基因对植物激素的响应及过表达对拟南芥的影响。　　检测了67个大豆VQ基因对SA的响应，发现处理后，其中58个在根中，40个在叶片中表达上调2倍以上。检测了30个不同进化分支上的VQ基因对ABA、MeJA、ETH激素处理的反应，发现分别有14、21、18个VQ基因在处理后表达上调2倍以上，另有5、3、5个VQ基因在这三种激素分别处理之后表达下降一半以上。GmVQ9、GmVQ16、GmVQ47、GmVQ62、GmVQ63在四种激素处理后表达都有明显上调，而GmVQ7和GmVQ70在SA诱导下表达大幅上调，ABA、MeJA、ETH处理后表达却明显下调。GmVQ7在拟南芥上超量表达后，转基因植株株型变小，叶面明显凹凸不平;GmVQ19、GmVQ26、GmVQ27转基因植株叶片出现一定程度的狭窄和卷曲;GmVQ37转基因植株结荚初期出现败育，GmVQ23转基因植株则在结荚过程中间断性的败育;GmVQ43和GmVQ62转基因植株会提前开花;GmVQ35转基因植株对灰霉病(Botrytis cinerea)抗性下降;GmVQ47转基因植株对干旱、高温、灰霉的抗性也明显下降。这说明大豆VQ基因可能参与植物激素诱导的信号途径，并且对植物的生长发育和抗病抗逆有调控作用。　　4.大豆VQ22结构和功能研究。　　测序发现栽培大豆(Glycine max)的GmVQ22在VQ域上游缺失了四个氨基酸，而野生豆中(G.soja)的GsVQ22则没有缺失。用片段长度的多态性(AFLP)和特定等位基因PCR方法，鉴定了不同大豆中VQ22的类型。结果显示，26个野生豆株系中，VQ22蛋白没有氨基酸缺失，在10个栽培大豆品种（系）中，VQ22蛋白全部带有氨基酸缺失，在24个半野生豆株系中(G.gracilis)，16个株系的VQ22没有氨基酸缺失，其它8个株系的VQ22则带有氨基酸缺失。酵母双杂交结果显示，来自野生型大豆无氨基酸缺失的GsVQ22与第Ⅰ及Ⅱc类型WRKY互作，来自栽培大豆带有氨基酸缺失的GmVQ22则与WRKY不互作。把野生型大豆无氨基酸缺失GsVQ22超量表达到栽培大豆品种‘黑农37’中，植株出现生长受阻，在受到低温和高温处理之后表型更为明显。荧光定量PCR结果显示，在转基因植株中，GsVQ22转基因受低温和高温胁迫后，基因表达上调10-20倍，而其它序列相似的GmVQ11，GmVQ22，GmVQ23内源基因没有因胁迫而表达上调。在受到低温和高温处理之后GsVQ22转基因植株生长受抑制的表型更为显著可能和该转基因表达上升有关。