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非特异性脂转运蛋白(non-specific lipid transfer proteins，nsLTPs)广泛存在于高等植物中，是植物生命活动中一类重要的活性蛋白。体外实验表明，nsLTPs能够可逆地结合和转运多种脂质分子，但其在植物体内确切的生理功能尚不清楚。对模式植物拟南芥研究表明，植物nsLTPs调节植物的生长发育，并在植物适应环境胁迫和抵抗病原微生物等方面具有重要作用。大豆是我国最重要的作物之一，大豆优异基因资源的发掘和利用是大豆分子育种的基础。本研究利用生物信息学和分子生物学等手段，通过寻找与GmLTPs基因可能连锁的QTLs、分析GmLTPs基因的时空表达模式和诱导表达模式、研究部分GmLTPs基因启动子的转录调控机制，进而确定这些GmLTPs基因的生物学功能，为大豆品种的遗传改良研究提供理论基础和重要的基因资源信息。 我们从大豆基因组数据库中鉴定了67个nsLTPs基因，命名为GmLTPs。根据蛋白序列同源性，将这些GmLTPs分为9类。绝大部分GmLTPs含有1个或2个外显子，内含子长度最短的为93 bp，最长的可达3200 bp;而它们的cDNA长度主要介于600 bp到1000 bp之间。序列比对显示这些GmLTPs蛋白序列中都含有8个保守的半胱氨酸残基，半胱氨酸残基之间的氨基酸数目在不同类别中存在差异。亚细胞定位预测表明，除了3个GmLTPs外，其余GmLTPs在序列的N端都含有分泌通路信号肽序列。大部分GmLTPs的信号肽序列长度介于20到30个氨基酸之间，少数GmLTPs的信号肽序列长度会超过40个氨基酸。成熟蛋白的分子量介于6.6-12.9 kD之间，等电点介于3.8-11.3之间。亚细胞定位表明，GmLTPs定位于细胞膜，与预测结果一致。 GmLTPs分布在17条染色体上，而Gm06、Gm13和Gm17三条染色体不含有GmLTPs。基因组定位表明这些GmLTPs在染色体上的分布并不是随机的，在Gm01、Gm03、Gm08、Gm09、Gm16和Gm18六条染色体上GmLTPs盼分布较多。共线性分析表明，全基因组复制事件(WGD)是GmLTPs家族成员扩张的主要方式。串联重复、近端重复和分散重复在GmLTPs家族扩张过程中也起到一定的作用。 根据Soybase数据库提供的大豆分子标记和QTLs信息,我们在63个GmLTPs的上下游2Mb基因组区域共搜索到97个分子标记位点，与332个QTLs相关联，这些QTLs控制了79个数量性状表型。这些数量性状表型主要与叶片性状（叶片的宽度、形状和面积）、根性状（根的形态发生、根的表面积、侧根缺失以及初生根的长度）、地上部外观（株高、分枝、节数目，节间长度、芽重和表皮毛密度）、种子性状（种子的成分、产量和发育成熟过程）、病原菌抗性、水胁迫以及抗倒伏相关，其中种子与病原菌抗性相关性状居多，推测GmL TPs基因可能参与生殖发育以及抵抗病原菌入侵过程。 根据种子发育基因网络数据库（Gene Networks in Seed Development）提供的大豆17个组织的RNAseq数据，我们对GmLTPs家族57个成员的表达模式进行等级聚类分析，结果显示9个GmL TPs主要在花器官中表达，15个GmLTPs主要在种子组织中表达，27个GmL TPs主要在营养器官中表达，6个GmLTPs在营养器官和生殖器官中均有表达。结果还表明，在近期全基因组重复中产生的GmLTPs旁系同源基因对，大部分具有相似的表达模式，而旁系同源基因分歧越早，基因表达差异越明显。为了进一步确定GmLTPs的表达模式，我们选取了大豆四个发育阶段15个组织样品，利用荧光定量PCR检测了61个GmLTPs在这些组织中的转录水平。结果显示大部分GmLTPs的表达趋势与RNAseq数据的分析结果基本一致。 我们分析了5个GmLTPs在植物激素(ABA、ET、MeJA和SA)和环境胁迫(PEG、NaCl、Cold和Wounding)处理下的表达模式。不同的GmL TPs对不同的诱导刺激呈现不同的应答模式。结果表明，SA和伤害处理对5个基因并没有明显的诱导作用，而其它处理只能诱导某些基因发生差异表达。在这些基因中，有的表现为快速激活，有的则需要长时间处理才能引起表达量变化。 我们克隆了15个GmLTPs的启动子并构建了ProGmLTPN∷GUS融合表达框。通过转基因拟南芥研究这些启动子的表达调控模式，结果表明这些启动子可以驱动GUS基因在顶端分生细胞、木质部细胞和裂区细胞中表达，并且GUS基因在幼嫩组织中比在衰老组织中的表达要强。我们还发现6个ProGmLTPN∷GUS融合表达框在花蕾期的花药中都有表达，推测这些基因可能和花粉发育相关。 本研究结果表明，GmLTPs家族的扩张是GmLTPs表达模式多样化的根本原因，而GmL TPs表达模式多样化在大豆发育和环境胁迫适应中起到重要作用。