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植物在长期演化过程中,进化出了一系列的光受体来对光作出响应。其中一类很重要的光受体是光敏色素(phytochrome)家族。光敏色素主要对红光和远红光作出响应,参与种子萌发、幼苗的光形态建成、避荫反应、开花等重要发育过程的调控。本研究克隆到大豆品种垦农18(Glycine max L.Merr.cv.Kennong18)的光敏色素A(phytochrome A,PHYA)的2个同源基因和光敏色素B (phytochrome B,PHYB)的2个同源基因,并将它们分别命名为GmPHYA1、GmPHYA2和GmPHYB1、GmPHYB2。生物信息学分析发现GmPHYA1和GmPHYA2之间的氨基酸的同源性达到94%；GmPHYB1和GmPHYB2之间的氨基酸的同源性达到95%。大豆的PHYA/PHYB与拟南芥PHYA/PHYB(AtPHYA和AtPHYB)在蛋白序列的同源性大于70%,与豆科其他植物PHYA/PHYB的蛋白序列同源性大于80%。此外,大豆光敏色素具有保守的基因结构和蛋白功能域。实时定量RT-PCR检测发现,大豆PHYA和PHYB在长日和短日条件下其表达节律性不强,表明大豆光敏色素的表达可能不受生物钟的调节；组织器官表达分析结果表明,大豆光敏色素是各组织器官和发育时期表达的组成性表达基因。异位表达实验发现在避荫反应、开花时间和光形态建成等方面,大豆GmPHYB1与拟南芥PHYB的作用相似。GmPHYB1过表达使拟南芥株型矮化紧凑,在短日条件下提前开花并强烈抑制下胚轴的伸长。而且在某些条件下,GmPHYB1的作用比拟南芥的PHYB更强。如在短日条件下,GmPHYB1过表达植株比AtPHYB过表达植株开花更早。当红光强度介于0.25μmol m-2s-1与0.6μmol m-2s-1或蓝光强度介于10μmol m-2s-1与25μmol m-2s-1的时候,过表达GmPHYB1的植株下胚轴伸长受抑制的程度明显大于过表达AtPHYB的植株。这说明大豆光敏色素与拟南芥相比在功能上可能有一定的差别。通过对转基因拟南芥下游基因表达的检测发现,在短日条件下拟南芥PHYB和大豆的GmPHYB1过表达导致生物钟振荡器基因LHY、CCA1和TOC1以及开花时间基因FT、CO的表达水平升高,说明在短目条件下大豆和拟南芥的PHYB对拟南芥开花调控的机制可能是相似的。PHYB(无论是GmPHYB1还是AtPHYB)过表达会导致拟南芥的表皮毛增多(特别是在花茎上),并且造成大部分表皮毛产生分支。与之相对应的是,野生型Col-0和突变体phyB的表皮毛数量较少,并且表皮毛的大都没有分支。这说明,PHYB可能与表皮毛的发生有关。将大豆GmPHYA1过表达在拟南芥中,发现在远红光下其下胚轴反而比野生型Col-0的更长,且对开花没有显著的影响,其机理有待于进一步的研究。