La alcalinidad del suelo restringe severamente el cultivo de lupino, una leguminosa valiosa. La soja silvestre es una planta leguminosa con una resistencia alcalina extremadamente fuerte (pH 8.5). Transferir los genes tolerantes a la alcalinidad de la soja silvestre al lupino puede mejorar efectivamente la tolerancia a la alcalinidad. En este estudio, combinamos el perfilado del transcriptoma y la transformación genética para elucidar la base molecular de la respuesta al estrés alcalino en lupino. El análisis de RNA-seq de las puntas de las raíces bajo estrés ácido (HCl, pH 4.0) y alcalino (NaHCO, pH 8.5) reveló 104,353 unigenes anotados, con patrones de expresión diferencial que destacan el enriquecimiento en componentes celulares, unión y categorías de actividad catalítica. El análisis de la vía KEGG indicó que las respuestas tempranas involucraron vías relacionadas con los ribosomas, mientras que las etapas posteriores activaron la señalización de hormonas vegetales y las vías MAPK. Notablemente, no se identificaron genes de la familia homeodominio-leucina zipper (HD-Zip) en el genoma de lupino. Por lo tanto, transferimos GsHZ4, un factor de transcripción HD-Zip resistente a la alcalinidad de la soja silvestre a las raíces peludas de lupino mediante transformación mediada por Agrobacterium. La sobreexpresión de GsHZ4 mejoró significativamente las actividades de las enzimas antioxidantes (CAT, POD y SOD) y redujo el contenido de malondialdehído bajo estrés de NaHCO. Además, el promotor de GsHZ4 fue fuertemente inducido por el ácido indol-3-acético (IAA). Genes clave responsables de la respuesta a la alcalinidad (GsHZ4, y otros) fueron regulados al alza en líneas transgénicas, sugiriendo que GsHZ4 se integra en la red endógena de regulación del estrés. Nuestros hallazgos demuestran que la expresión heteróloga de GsHZ4 puede mejorar la tolerancia alcalina de lupino, proporcionando una nueva estrategia para la cría de variedades resistentes al estrés y expandiendo el cultivo de lupino en suelos salinos-alcalinos.