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世界上50％的潜在可耕作土壤是酸性土壤，而酸性土壤中存在两个限制作物生长和产量的重要因素，即铝毒和缺磷。大豆作为一种重要的粮油作物，其产量也受到了铝毒和缺磷的抑制。本研究以两种磷效率不同的大豆基因型为材料，研究其耐铝毒能力的差异。为了进一步研究大豆耐铝毒的分子机制，对大豆基因组的序列进行了相似性分析，分别鉴定了大豆可能的苹果酸转运子和柠檬酸转运子基因家族各成员，并进行了相关的生物信息学分析。在此基础上，运用定量PCR技术研究了不同磷/铝处理对大豆苹果酸转运子（GmALMT1）和柠檬酸转运子（GmMATE1）表达的调控，并构建了GmALMT1的启动子融合GUS载体和过量表达载体，应用大豆毛状根转化系统方法，进一步研究外源磷/铝处理条件对GmALMT1表达的影响，并对其功能进行了初步分析。本研究得出结论如下：
1)与磷低效基因型大豆相比，磷高效基因型大豆具有更强的耐铝性，根尖积累的铝较少，根系受到的铝毒害作用较轻。
2)生物信息学分析结果表明，在大豆基因组中苹果酸转运蛋白家族共有34个成员，其系统进化树可分为三个分支。其中Glyma03g36060是我们实验室前期克隆得到的GmALMT1。在大豆基因组中柠檬酸转运蛋白家族含有16个成员，其中Glyma13g41460是我们实验室前期克隆得到的GmMATE1。对GmALMT1和GmMATE1的启动子分析结果表明，两基因启动子有多个环境响应元件。
3)基因GmALMT1和GmMATE1均表现出受铝毒诱导，且具有组织表达特异性。GmALMT1主要在根尖0-2cm表达，而GmMATE1在根尖的表达量很低，主要在离根尖4-7cm的根段表达。
4)基因GmALMT1和GmMATE1的时空表达模式表明，GmALMT1的表达受短期铝毒的加强，而且在磷高效大豆基因型中表达量比磷低效大豆基因型高。但是，GmMATE1的表达受长期铝毒加强，在磷高效基因型大豆中的表达量比磷低效基因型大豆中低。
5)通过发根农杆菌介导的大豆子叶浸染转化方法获得GmALMT1启动子融合GUS和过量表达GmALMT1的转基因毛状根。对GmALMT1启动子融合GUS的毛状根进行分析表明，在铝毒处理条件下GmALMT1在根尖的表达最强，且外源供应磷使GmALMT1启动子启动GUS的表达量明显增强。组织切片试验证明GmALMT1主要在皮层和中柱细胞中表达。
6)与空白对照毛状根相比，GmALMT1过量表达毛状根的耐铝性明显增强，表明了GmALMT1的加强表达是大豆耐铝毒害的分子机制之一，可能是GmALMT1的加强表达促进了大豆根部苹果酸的分泌。
综上所述，本研究初步明确了不同磷效率基因型大豆耐铝毒能力的差异及GmALMT1参与大豆耐磷铝耦合胁迫的分子机制，为选育和改良适应酸性土壤的大豆品种提供了理论基础。