苜蓿中华根瘤菌(S.meliloti)通过结瘤基因的时序表达,诱导宿主紫花苜蓿(Medicago sativa)形成根瘤,从而将大气中惰性的分子氮转化成可被植物吸收利用的化合氮。而根瘤菌结瘤基因的表达受LysR 家族转录因子NodD 控制。为了寻找新的参与共生作用的LysR 调节因子,我们对苜蓿中华根瘤菌(S.meliloti)Rm1021 的基因组序列进行了全面的分析,搜寻到90个新的候选LysR 基因,并且根据序列同源性将其分成9 类。然后利用自杀性质粒,对这些基因进行了逐一定向突变,获得了90 个LysR 基因突变株。通过共生表型筛选发现两个LysR 基因,lsrA 和lsrB 是共生固氮所必需的。LsrA 突变株诱导紫花苜蓿产生白色无效根瘤,组织切片发现,根瘤和其中的类菌体提前衰老。LsrB 突变株可以诱导宿主植物产生红白混合根瘤,固氮酶活下降。通过自生表型筛选发现,苜蓿中华根瘤菌(S.meliloti)OxyR突变株,对过氧化氢高度敏感,但是,过氧化氢酶KatA 和KatB 活性增强。进一步的研究证明,在无氧化压力的情况下,OxyR 抑制katA 和katB 的表达,一旦在氧化压力下则解除抑制。多序列分析还发现,在苜蓿中华根瘤菌(S.meliloti)中,有六个LysR 调节因子具有相似的氨基酸序列同源性,且处于同一个进化分支上,与大肠杆菌(E.coli)LrhA 同源,所以称之为LrhA亚家族基因。其中有一个基因espR 突变后过量分泌一种未知蛋白。总之,通过对苜蓿中华根瘤菌(S.meliloti)LysR 家族基因的定向突变研究发现:lsrA和lsrB 是共生固氮必需的;OxyR 在还原状态下抑制过氧化氢酶的表达;EspR 抑制未知胞外蛋白分泌。