自然界中的多种植物,特别是豆科植物,能与根瘤菌形成根瘤这种特殊的组织进行共生固氮。通过对苜蓿、百脉根等模式豆科植物的共生缺陷突变体的研究,利用遗传分析鉴定得到了一条共生信号转导途径。以建立水稻-根瘤菌共生固氮体系为目标,本研究将百脉根共生信号转导途径中的功能基因转入水稻并获得了稳定转化的转基因水稻。以此为实验材料进行了根瘤菌浸染的微室盆栽实验,发现转基因水稻与转入空载体的水稻接种根瘤菌后的表型观察结果存在差异,说明相关基因在水稻中的表达及根瘤菌的刺激都能使水稻的相关信号途径发生改变,为更深一步地研究,利用水稻cDNA芯片检测转基因水稻与转入空载体的水稻在接种根瘤菌与不接种根瘤菌两种条件下7天后根的转录组的变化。主要结果如下:1.在得到T0代转基因的水稻后,筛选鉴定得到了大量的单拷贝纯合的转基因水稻。2.重复验证之前表型观察结果:转入百脉根共生基因的水稻与转入空载的水稻接种根瘤菌10天后,根瘤菌对转基因组及对照组都有一定程度而侵染;转基因水稻与转入空载的水稻接种根瘤菌后根尖的侧根数量较对应的未做根瘤菌侵染的水稻有明显的提高且转基因水稻接种根瘤菌后侧根数量增多的更为显著。3.根瘤菌的侵染与转入基因的表达使部分植物激素信号通路发生变化。转基因水稻接种根瘤菌与不接种根瘤菌两组与对应对照组比较,生长素、细胞分裂素等转导途径相关基因都发生上调。4.植物防御反应相关的基因表达重排。转基因与接种根瘤菌都能显著引起植物防御反应相关基因的上调。