SYM共生通路（Symbiosis pathway）是根瘤菌与丛枝菌根真菌入侵植物的共有通路。已有研究表明豆科植物SYM通路在与根瘤菌和菌根真菌共生过程中被激活,然而可与菌根真菌共生的水稻、玉米等单子叶植物的SYM通路在与根瘤菌互作过程中被沉默。SYM共生通路中3个类受体激酶（共生受体激酶SYMRK与结瘤因子受体激酶NFR1、NFR5）的表达对植物与根瘤菌的识别发挥决定性作用。CRISPRa激活系统能够激活内源基因的表达,但是对于水稻SYM通路3种类受体激酶的激活尚未报道;田菁茎瘤固氮根瘤菌A.caulinodans ORS571可定殖于水稻根中,也可定殖于2,4-D诱导水稻产生的类根瘤中,同时增加水稻的干重和总氮量,但此过程中SYM通路是否被激活尚待探究。本试验利用CRISPRa激活系统激活水稻OsNFR5、OsCERK1、OsSYMRK 3个类受体激酶基因表达,利用2,4-D诱导结瘤与A.caulinodans ORS571接种水稻幼苗相结合检测SYM通路相关基因的表达量变化,为后续基于CRISPRa激活系统与2,4-D诱导结瘤相结合的方式诱导水稻共生结瘤奠定前期试验基础。本研究结果如下:1、成功克隆OsCERK1、OsNFR5、OsSYMRK 3个类受体激酶基因的全长序列,利用生物信息学软件分析表明OsCERK1、OsNFR5、OsSYMRK蛋白氨基酸数分别为625、624、576;均有一个跨膜结构域;OsCERK1、OsNFR5、OsSYMRK系统进化树以及氨基酸序列比对结果表明它们与豆科植物的亲缘关系较近,序列相似度也比较高。2、基于p35S-e GFP载体构建了OsCERK1、OsNFR5、OsSYMRK表达载体并转化水稻原生质体,亚细胞定位结果显示OsCERK1、OsNFR5、OsSYMRK与生物信息学分析结果一致均定位在细胞膜上。3、利用点突变的方式突变Cas9蛋白的两个关键核酸酶剪切活性位点获得d Cas9。4、构建了用于农杆菌介导遗传转化的CRISPRa激活载体和用于水稻原生质体瞬时转化的CRISPRa激活载体,同时构建了靶向OsCERK1、OsNFR5、OsSYMRK 3个类受体激酶基因的CRISPRa激活载体,瞬时转化水稻原生质体结果表明OsCERK1、OsNFR5、OsSYMRK被激活表达量上调。5、利用2,4-D和A.caulinodans ORS 571同时接种水稻幼苗结果表明SYM通路OsCERK1、OsNFR5、OsSYMRK表达量上调。