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共生是植物适应环境的一种重要策略,自然界很多植物都会与各种各样的微生物形成互惠互利的共生关系。微生物能从土壤或者空气中获取植物生长所需要的营养物质并输送给植物,同时植物可将光合作用产生的碳源提供给微生物以供其生长。目前研究最多的共生关系一类是大多数陆生植物与丛枝菌根真菌之间的菌根共生;另一类是豆科植物与固氮根瘤菌之间的根瘤共生。柳枝稷（Panicum virgatum L）是禾本科黍属多年生的C4草本植物,菌根真菌与它共生形成的菌根可以显著提高柳枝稷的产量。但柳枝稷在苗期存在慢生长的现象,为了探索菌根真菌处理对其苗期生长的作用,以柳枝稷来自于低地型品种Alamo的两个品系Ma和Mg为材料,研究丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）对柳枝稷苗期生长发育的影响。在豆科根瘤共生的过程中,小G蛋白参与了蒺藜苜蓿（Medicagotruncatula）根瘤的发育,但小G蛋白NFIP1是否参与结瘤,以及它在共生固氮信号转导中的作用机制目前仍不清楚。本研究主要得到如下结果:1.丛枝菌根真菌能够成功侵入苗期柳枝稷的根内形成有功能的共生菌根,并且能显著增加柳枝稷苗期的株高、叶绿素含量、叶片数和生物量。2.提取根系分泌物处理寄生植物瓜列当（Orobanche aegyptiaca）的种子,发现接菌后柳枝稷的根系分泌物会显著降低瓜列当的发芽率,同时观察到Mg接菌后根中独脚金内酯合成关键基因D10和D27表达量显著下调,提示柳枝稷形成菌根后会抑制根系独脚金内酯的合成和分泌,从而解除独脚金内酯对柳枝稷分蘖的抑制作用,促进柳枝稷苗期的生长。3.利用酵母双杂交和Pull-down试验证明蒺藜苜蓿小G蛋白NFIP1主要以活性形式与结瘤因子受体NFP互作;NFIP1基因沉默后会结瘤数目下降,其百脉根中的直系同源基因LjNFIP1的LORE1突变体中前期的侵染线、根瘤原基数目以及后期的结瘤数目都明显减少,这说明NFIP1正向调控结瘤过程。4.鸟苷酸交换因子LYIP2基因沉默后会造成结瘤数目下降,这说明LYIP2正向调控结瘤过程;酵母双杂交和Pull-down试验证明LYIP2能分别与NFIP1以及结瘤因子受体LYK3互作,体外磷酸化试验证明LYIP2能被LYK3磷酸化;过量表达LYIP2能完全恢复LYK3点突变体hcl-1根毛变短的表型,NFIP1只能部分恢复根毛表型,LYIP2和NFIP1与对照相比,都产生更多的类似根瘤的白色突起。这说明LYIP2位于结瘤因子受体LYK3的下游,通过LYK3的磷酸化作用被激活,从而调控NFIP1的活性。5.启动子驱动的GUS报告基因分析表明,NFIP1与LYIP2在未成熟的根瘤以及成熟根瘤里都有较强表达,进一步说明NFIP1与LYIP2参与了根瘤共生。