磷是植物生长发育所必需的大量营养元素之一,对植物的生命活动具有重要作用。磷肥在土壤中容易被固定,导致土壤中有效磷的缺乏。在长期进化过程中,植物为了适应低磷环境,形成了一系列适应低磷胁迫的机制。其中,根系形态构型的改变是作物适应低磷环境的普遍机制。但是,关于大豆主/侧根干细胞相关基因参与调控其根系形态构型的研究鲜有报道。本研究以野生型(WT)大豆品种YC03-3及其抑制GmPP2表达的转基因株系为研究材料,在优化二维纸培的基础上,原位比较分析了早期低磷胁迫对大豆幼苗根系形态构型的影响。然后,利用营养液培养体系,进一步比较研究了长期低磷胁迫对不同大豆材料根系形态及其磷吸收的影响。而且,分析了低磷胁迫对大豆根干细胞相关基因在大豆主/侧根尖表达的影响,为进一步以解析大豆根干细胞相关基因参与调控大豆根系响应低磷胁迫的机制奠定基础,主要的研究结果如下:1)本研究通过对二维纸培袋的遮光和纸培袋的预先浸湿等处理,优化了利用该体系对大豆幼苗根系生长的动态观测。结果显示,在大豆幼苗生长的第1天至第7天,不同磷处理对不同大豆材料的主/侧根长、基根生长、根表面积和侧根数及其鲜重没有显著的影响。但是,抑制GmPP2表达的转基因株系的根部生物量、总根长和根表面积都显著低于野生型。而且,在低磷处理下,野生型单位基根长显著高于转基因株系。2)本研究进一步利用水培体系比较了长期缺磷处理对不同大豆材料根系生长及对磷吸收的影响。结果表明,缺磷胁迫14天显著抑制了大豆地上部的鲜重和磷含量。但是,缺磷胁迫显著增加了野生型根的鲜重、总根长和根表面积,而转基因株系根系鲜重、总根长和表面积没有影响。而且,在相同磷处理下,野生型大豆幼苗根部生物量、总根长和根表面积都显著高于转基因株系。3)通过定量RT-PCR比较分析了干细胞相关基因在大豆主/侧根尖的表达模式。分析结果表明,大豆根尖干细胞相关基因的表达模式显著受到磷有效性的影响。在野生型和转基因株系的大豆主根尖,SHR1、WOX5、ARF10、PIN4、CDF4、ACR4和CYCD3;3等7个基因的表达量显著受低磷胁迫上调。但是,SCR1、PLT1和ROW1等3个基因只在转基因株系的主根尖受低磷胁迫的显著上调。而且,在低磷处理下,SHR1、WOX5、ARF10、PIN4、ROW1和ACR4等6个基因在干涉株系的表达量显著高于野生型。对于侧根根尖,SHR1、SCR1、WOX5、ARF10、ROW1、CDF4和CYCD3;3等7个干细胞相关基因的表达量在野生型和转基因株系中都显著受低磷胁迫上调。而且,在相同磷处理下,WOX5、PIN4、ROW1和ACR4等4个基因在转基因株系的表达量都显著高于野生型。这些结果表明,GmPP2可能参与调控了部分侧根尖干细胞基因的表达,从而控制了大豆幼苗侧根生长对缺磷胁迫的响应。