bHLH转录因子是植物中第二大类转录因子家族,在植物许多生物学过程中发挥重要调控作用。目前对bHLH转录因子家族的认识主要源于模式植物中的研究,而在其它植物中研究很少,大豆bHLH及其在共生固氮过程中的作用报道更少。大豆经历了两次全基因组复制,有独特的进化特征,因此,对大豆bHLH家族进行全面分析,将有助于人们从进化及功能的角度更好的认识bHLH类转录因子。本研究在大豆基因组中共鉴定出332个bHLH家族成员,保守位点分析显示263个成员具备DNA结合能力,而剩余69个成员可能不具备DNA结合能力。系统进化树分析显示,大豆bHLH家族成员分为27个亚家族,其中24个亚家族与拟南芥一致,其余3个亚家族为大豆所独有。共线性分析发现,22个家族成员在大豆、苜蓿及拟南芥中非常保守。敲除拟南芥中免疫相关候选基因AIB在大豆中的同源基因GmAIBa,造成大豆结瘤基因表达下调,根瘤数量显著减少,推测可能通过免疫发挥作用。此外,发现197个豆科植物特有的bHLH成员和96个大豆特有的bHLH成员。1/2豆科植物特有bHLH基因在大豆地下器官表达,其中31个成员的表达响应根瘤菌侵染;而大豆特有的bHLH中只有1/3的成员在地下器官表达,其中有7个成员响应根瘤菌的侵染。在豆科植物特有bHLH基因中,有2个基因(GmNSE1和GmNSE2)特异地在大豆根瘤中表达,初步结果显示GmNSE1功能缺失致使大豆根瘤数目显著升高,表明GmNSE1负向调控大豆结瘤。随后,对野生大豆和栽培大豆bHLH家族成员比较分析发现,野生大豆中含有449个bHLH成员,比栽培大豆多117个,说明在大豆驯化过程中存在bHLH成员丢失的情况。进一步分析发现,在驯化过程中丢失的bHLH成员大多源于串联复制,且与亲本蛋白高度相似。因此,推测功能冗余可能是导致这些基因丢失的原因。综上所述,本研究从大豆bHLH组成和特点、豆科非豆科bHLH比较及bHLH在驯化中演化三个层面进行了较为系统的分析,研究结果为进一步研究大豆和豆科植物中bHLH家族的进化及功能提供了奠定了基础。