豆科植物紫云英作为一种绿肥,常与水稻进行轮作或混作,为水稻提供氮素并减少农业生产中化学氮肥的施加,节约农业生产成本,增加经济效益。本研究通过1.利用田间实验对不同地区紫云英根瘤菌的共生结瘤固氮效率进行对比;2.基于非编码sRNAs对华癸中慢生根瘤菌(Mesorhizobium huakuii)的功能进行研究,以得到提高紫云英产量的根瘤菌,研究结果如下:(1)研究考察了M.huakuii 7653R复壮菌株AW-8、AW-10和实验室保藏菌株AW7R-1、AW7R-2、AH-20共5株紫云英根瘤菌的共生表型特征。结果表明:与AW7R-genetic sequencing1相比,AW-8接种紫云英信紫一号时,地上鲜重、瘤重以及固氮酶活分别增加85.55%、51.91%和54.25%。进一步的沙培、土培盆栽筛选结果显示:与北京地区优良菌株AB-21、郑州地区优良菌株AZ-21、实验室保藏菌株AW7R-1相比,AW-8菌株地上鲜重、瘤重以及固氮酶活均较好。田间小区试验结果显示:与不施加尿素的对照组相比,施加3kg尿素/亩并接种AW-8菌株的紫云英地上干重氮含量、氮重量分别提高9.38%、4.15%,根际土壤有效磷、速效钾、有机质含量分别提高2.62%、35.84%、0.53%,表明该条件对于提高紫云英的地上生物量和改善植物根际土壤营养元素均具有促进作用;综上所述,AW-8菌株可作为高效共生固氮菌株提高紫云英产量。(2)基于本室前期工作基础,已证实M.huakuii 7653R间隔区序列MH＿s3和MH＿s7为非编码sRNA,本研究构建了MH＿s3和MH＿s7的过表达菌株7653R(p SRKT-s3)、7653R(p SRKT-s7)以及突变体菌株7653RΔs3、7653RΔs7,共生表型鉴定结果显示:1.与野生型相比,接种过表达菌株7653R(p SRKT-s3)的宿主植物地上鲜重、瘤数、瘤重以及固氮酶活指标均有提高,但突变体菌株无显著差异,表明MH＿s3作为调节因子,过表达后对7653R结瘤和固氮均有促进作用。2.过表达菌株7653R(p SRKT-s7)对结瘤和固氮无显著影响,其突变体则表现为结瘤数和固氮酶活降低,表明MH＿s7作为调节因子,缺失后对于结瘤和固氮具有负向的影响。构建了M.huakuii 7653R sRNAs分子伴侣蛋白Hfq的缺失突变株,并在突变株的基础上构建了sRNAs的过表达菌株7653RΔhfq(p SRKT-s3)、7653RΔhfq(p SRKT-s7),共生表型鉴定结果显示:1.与野生型相比,hfq缺失菌株地上鲜重、瘤数、瘤重以及固氮酶活均显著降低,表明hfq缺失导致菌株的共生固氮能力下降;2.与hfq突变菌株相比,过表达菌株Δhfq(p SRKT-s3)和购买MS-275Δhfq(p SRKT-s7)地上鲜重、瘤数、瘤重以及固氮酶活selleck均显著提高;因此,本研究认为MH＿s3和MH＿s7作为sRNAs不受Hfq的调控。综上,本研究认为7653R(p SRKT-s3)为共生固氮效率较高的工程菌株。