豆科植物与根瘤菌的共生固氮体系中,共生双方通过分泌并交换化学信号物质的方式共同调控共生体系的建立。首先由宿主植物分泌出类黄酮,这类化合物通过作用于根瘤菌,诱导根瘤菌结瘤相关基因的表达并合成结瘤因子（Nod Factor,NF）。结瘤因子作为共生信号分子被宿主植物受体（NFR1/NFR5）识别,导致根瘤菌侵染及根瘤的形成。为了进一步阐明早期共生信号分子相互作用的调控机制,本文第一章以蒺藜苜蓿为材料,在鉴定到与结瘤因子受体Mt NFP互作蛋白Mt DFL1（类二氢黄酮醇还原酶）的基础上,开展了Mt DFL1插入突变体分离、鉴定及共生表型的研究;第二章,以百脉根中慢生型根瘤菌（Mesorhizobium loti）为材料,探讨了该根瘤菌结瘤基因诱导表达机制。主要研究结果如下:1.从蒺藜苜蓿突变体库（http://medicago-mutant.noble.org/mutant/blast/blast.php）中鉴定到Mt DFL1基因的2个Tnt1插入突变体（NF11624和NF19403）,通过分离及PCR检测,都得到了相应的纯合突变体植株。利用RT-PCR分析了NF11624和NF19403突变体中Mt DFL1的表达水平,结果显示,纯合突变体中的Mt DFL1的m RNA表达水平相对于野生型下调了80%-90%。2.对突变体早期侵染表型分析发现,接种3天后,NF11624和NF19403两个株系的侵染口袋（Infection Pockets,IPs）、侵入线（Infection Threads,ITs）和根瘤原基（Nodule Primordias,NPs）相对于野生型植株都有显著减少。突变体中早期共生相关基因的转录水平与对照组相比有所下调。3.接种根瘤菌7天后,突变体与对照组植株长势一致。统计红瘤、白瘤和总根瘤数发现,突变体红瘤数与对照组相比显著减少,白瘤数与对照组相比无差异。接种14天后,这种差异消失,突变体与野生型无差异。这些结果表明,Mt DFL1基因参与早期共生信号分子的调控。4.克隆了百脉根中慢生型根瘤菌nod A、nod B、nod D等基因的启动子序列,序列分析表明在nod A、nod B及nod D1基因上游启动子区都含有一段保守的DNA序列,称为结瘤盒（nod box）。将这些基因启动子分别与报告基因构建了相应的转录融合子（nod-lacZ）,并分别导入中慢生型百脉根根瘤菌MAFF303099和广谱根瘤菌NGR234（Rhizobium sp.）中。5.利用百脉根根的抽提物（Root Extract,RE）作为诱导物,检测结瘤基因的表达。在含有X-Gal的TY平板,发现经百脉根根的粗提物诱导后,M.loti MAFF303099中的nod B-lacZ和nod D1-lacZ能被百脉根粗提物诱导表达,而nod A-lacZ始终不表达;nod D2-lacZ呈组成型表达。通过测定不同诱导时间的β-半乳糖苷酶酶活,检测了百脉根粗提物诱导时间对nod-lacZ表达的影响。结果显示,前8个小时,各nod-lacZ基因的酶活水平与对照组无差异,随后随着诱导时间增加而增加,之后随着诱导时间的增加而增加。nod B-lacZ、nod D1-lacZ经RE诱导处理后酶活上调了2-3倍,nod D2-lacZ的酶活也有所上调。6.此外,利用商购5种类黄酮化合物诱导,检测了nod-lacZ在百脉根中慢生型根瘤菌和广谱根瘤菌中的表达。结果显示,在M.loti MAFF303099菌株中,供试的5种类黄酮化合物都不能诱导nod A-lacZ的表达;Formononetin和Naringin分别能诱导nod B-lacZ的表达,而nod D1-lacZ和nod D2-lacZ的只能被Naringin诱导。在Rhizobium sp.NGR234中,Formononetin和Naringenin分别能诱导nod B-lacZ的表达,Luteolin能诱导nod A-lacZ表达。