根瘤菌与豆科植物的共生固氮作用是一个多相级的发育过程。苜蓿中华根瘤菌(S.meliloti)nifA基因是根瘤固氮过程中的正调节因子。许多研究表明，nifA基因的突变导致宿主植物根部产生许多小的白色无效瘤。S.meliloti nifA基因的表达需要微氧条件诱导，但在有氧条件下也能微弱表达。 本研究发现，在自生条件下，nifA突变株在半固体培养基上的泳动变慢，胞外蛋白的总量也比野生型菌株低。有趣的是，在根瘤菌生长的延滞期，nifA突变株中高丝氨酸内酯(AHLs)的含量比野生型低，而在指数期和静止期，却比野生型高。同时，nifA的突变也导致了根瘤菌竞争结瘤能力的下降。 本研究室的工作证明，S.meliloti的nifA基因在共生互作过程中具有多效性，不仅对固氮有正调节作用，而且调节了根瘤的形成。 为了进一步理解nifA基因对根瘤形成的调节机制，本文运用cDNA-AFLP(cDNA-amplified fragment length po1ymorphism)技术对比分析了nifA突变株和野生型诱导的苜蓿根瘤中的基因表达的差异。在约3000个转录衍生片段(transcript-derired fragments，TDFs)中，得到了37个差异表达的TDFs。 序列分析表明，它们可能涉及信号传导，蛋白降解，细胞的发育和死亡，营养代谢等多方面的功能。在这些差异表达的TDFs中，重点研究了苜蓿植物中的一个新的膜联蛋白N-端样的基因NALP。在根部，NALP基因在维管束和分生组织中表达。过表达NALP严重影响了苜蓿植物根毛的极性生长，根毛的顶端出现丫叉状变形，它可能参与了根毛内钙离子振荡的形成。因为钙离子振荡和根毛变形是根瘤形成所必须的阶段，膜联蛋白N-端样基因NALP可能是根瘤形成过程中的一个关键基因。