在共生固氮微生物中存在一类大豆根瘤菌,它们与宿主植物形成共生固氮体系后进行生物固氮,进而为宿主植物提供生长所必需的氮元素,植物获得氮元素通常都是靠吸收铵盐、硝酸盐等离子化合物。然而在根瘤菌--豆科植物共生体系所进行的共生固氮这个过程中需要消耗大量能量,从而植物提供给类菌体将空气中的分子态氮转变为氨必需的能量。大量的研究结果表明：四碳二羧酸(dCAs)是类菌体共生固氮所需要的碳源和能源,它是由植物供给的,包括琥珀酸、苹果酸和延胡索酸等。而这些四碳二羧酸必须通过细胞膜和类菌体周膜(PBM)两道屏障才能进入类菌体细胞。研究表明在根瘤菌和豆科植物共生时存在一个运输四碳二羧酸的共同系统-Dct转运系统,通过这一系统植物和微生物之间能够很好地进行能量交换。转运四碳二羧酸(dCAs)是由四碳二羧酸转移酶来完成的,而四碳二羧酸转移酶基因(dct)已经被证实是由dctA、dctB、dctD三个基因组成的,dctA是编码四碳二羧酸转移酶的结构基因,而dctA的表达又受DctB和DctD蛋白的调控。由于dct基因是编码四碳二羧酸转移酶的基因,在根瘤菌共生固氮结瘤的过程中具有重要作用,现有根瘤菌固氮能力较低,因此,将其转入根瘤菌中,提高其在根瘤菌中的拷贝数,为进一步研究dct基因对根瘤菌固氮能力的影响奠定了基础。本研究以快生型大豆根瘤菌(Sinorhizobium fredii)15067的基因组DNA作为模板,采用同源序列克隆法,PCR获得dctA、dctB、dctD这三个基因的编码区序列,生物信息学分析表明,三个基因序列都与Sinorhizobium fredii(费氏中华根瘤菌)NGR234中对应的三个基因序列存在95%以上的同源性,从而可以确定该基因就是快生型大豆根瘤菌15067中的dct基因。将dct基因分别连到lac启动子下游,结合DNA重组技术,利用luxAB发光酶基因标记的质粒载体pTR102作为基础载体,成功构建了原核生物表达载体pTR-Plac-dctA、pTR-Plac-dctB和pTR-Plac-dctD,采用三亲本杂交的方式,将构建的表达载体分别转化快生型大豆根瘤菌15067和土著大豆根瘤菌中,成功构建出6个转基因工程菌株SF (pTR-Plac-dctA)、SF(pTR-Plac-dctB)、SF(pTR-Plac-dctD)、SFH(pTR-Plac-dctA)、SFH (pTR-Plac-dctB)、SFH (pTR-Plac-dctD)。质粒稳定性的检测结果表明：在自生条件下,上述6株转基因工程菌株的保持率均为100%,能在快生型大豆根瘤菌15067和土著大豆根瘤菌中稳定存在；在共生条件下,接种转基因工程菌的供试大豆根瘤发光性检测结果也均为100%,在快生型大豆根瘤菌15067和土著大豆根瘤菌中均能稳定遗传。通过盆栽试验结果表明：6株转基因工程菌株分别侵染大豆幼苗后,对大豆的固氮酶活力、植株鲜重、植株干重、植株株高、植株根瘤数等方面的影响与出发菌株相比均存在不同程度的差异,其中SF (pTR-Plac-dctA)与出发菌以及其他转基因工程菌株相比,在上述指标中尤为明显。