根瘤菌对豆科植物的侵染以及共生体系的建立依赖于微生物与高等植物间的信号交流。本实验室前期研究发现,中慢生根瘤菌Mesorhizobium amorphae CCNWGS0123中的三型分泌系统在根瘤菌-刺槐共生固氮体系的建立过程中发挥积极作用。本研究根据tts-box保守序列搜索中慢生根瘤菌M.amorphae CCNWGS0123全基因组序列,在编码三型分泌系统效应蛋白NopT的5221基因启动子区域发现tts-box,即tcGTCAGcTtgtc GtcAGttcgactctctA。应用生物信息学方法对该基因编码的氨基酸序列进行系统发育分析,并运用基因敲除技术将该基因进行缺失突变,然后将突变体菌株和野生型菌株分别回接到原宿主植物刺槐上,观察刺槐植物的生长状态以及结瘤情况等多种表型,研究NopT在根瘤菌侵染豆科植物共生结瘤过程中的作用。主要研究结果如下:(1)氨基酸序列分析发现,M.amorphae CCNWGS0123中的NopT与NGR234中的三型分泌系统效应蛋白NopT差异较大,可能属于一种新的效应因子家族;(2)qRT-PCR结果显示,5221基因在类黄酮诱导条件下表达量升高,说明该基因响应类黄酮的信号;(3)植物回接实验结果表明,野生型菌株和突变体菌株均能与原宿主植物刺槐共生结瘤,均形成粉色根瘤,石蜡切片观察根瘤的组织结构差异不明显。但是,接种△5221突变体菌株的刺槐植物上形成的根瘤数目比接种野生型菌株的显著减少。因此,NopT主要影响了根瘤的数目。推测NopT通过三型分泌系统影响M.amorphae CCNWGS0123与刺槐植物的共生结瘤能力。5221基因编码的NopT蛋白在共生结瘤过程如何发挥作用,有待进一步研究确认。