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豆科植物是重要的粮食、饲料和生物燃料作物。除少数例外,它们能够和特殊的土壤细菌—根瘤菌形成错综复杂的共生关系,并导致新的根器官—根瘤的形成,根瘤菌在根瘤中将空气中的氮气转换为植物可以利用的固定态氮。近年来,通过对共生固氮信号传导通路的研究,研究者们分离并鉴定出了一系列共生相关的基因,如SymRK、SIP1、ROP、PSK等。本研究以豆科植物百脉根为研究对象,从百脉根逆转录转座子LORE1插入突变体库(http://users-mb.au.dk/pmgrp)中搜索到12个ROP、SIP1、PSK相关基因突变体,并对这些突变体进行共生相关表型的鉴定,旨在为进一步揭示ROP、SIP1、PSK在根瘤菌侵染、根瘤器官发生和发育过程中的功能及调控机制提供材料。主要结果如下:1.通过PCR扩增进行突变体的分离和鉴定,除pskr(30005459)、rop-like2和rop-like3未分离到纯合体,其他突变体均分离到纯合体,且收集到不同M2代纯合体的种子。2.在rop-like1和rop-like4突变体植株中,根瘤菌的侵染受到了影响。对M2代进行早期共生表型鉴定及统计分析,发现突变体与野生型相比,rop-like/植株的根瘤原基数明显下降,rop-like4植株的侵入线数和侵入线密度也显著下降。3.rop-likel、psk1和psk4植株在根瘤的形成过程中受到了影响。对M2代进行结瘤表型鉴定及统计分析发现rop-like1、psk1和psk4的M2代纯合体结瘤数显著下降,且psk1突变体的结瘤密度有显著下降。为了进一步探索豆科植物共生信号传导通路与植物自身免疫系统之间的联系,我们以拟南芥BAK1/SERK3的氨基酸序列为依据,通过在模式豆科植物百脉根数据库中查找和分析,得到了百脉根BAK1/SERK3和SERK2,并利用酵母双杂交等试验鉴定了与LjSERKs有相互作用的蛋白。同时,我们还引进了新的报告蛋白的分裂泛素系统和2in1克隆载体系统,方便后续其他蛋白相互作用的研究。研究的主要结果如下:1、利用酵母体内双杂交技术,结果表明:LjSERKs与LjSymRK能够特异性相互作用;BAK1/SERK3与SymRK互作在不同物种中是保守的;BAK1的磷酸化失活突变抑制其与SymRK的互作;未在酵母体内检测到LjBAK1与LjFLS2,BRI1互作。2、利用以LexA-VP16为报告蛋白的分裂泛素系统证明TM-SymRK(截短至跨膜结构域起)与LjBAK1/SERK3、LjSERK2有相互作用。3、利用Gateway技术,构建了8组不同的pFRET-SymRK-SERKs重组载体,并将pFRETgc-SymRK-SERKs转化到原生质体进行共定位。