应用基因敲除的方法，将根瘤菌模式菌株-苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)菌株Rm1021基因组中预测的55个GntR家族转录调控因子基因进行定向突变。通过筛选与共生有关的突变表型，探讨GntR家族转录调控因子在根瘤菌与豆科植物建立共生关系过程中的作用及其作用机理。同时，筛选有表型的自生突变体，研究GntR家族转录调控因子在根瘤菌自生长发育中的功能。.本项目不仅对于揭示根瘤菌中基因表达调控的机制以及根瘤菌与豆科植物的共生分子机理有重要意义，而且对于阐明细菌中转录调控因子的调控机制也有重要意义。

本项目研究了苜蓿中华根瘤菌Rm1021中54个GntR家族转录因子的功能。根据这些转录因子二级结构分析，表明其中37个属于FadR亚家族，10个属于HutC亚家族，5个属于MocR家族，其余两个不属于任何亚家族，可能构成两个新亚家族。54个gntR突变体中，gtrA1和gtrB1 突变体无论在丰富和基本培养中生长速度均降低，泳动能力也降低。将突变体接种紫花苜蓿，除gtrA1和gtrB1外，其他突变体与紫花苜蓿都能形成有效共生作用。gtrA1和gtrB1接种紫花苜蓿，主要在侧根上产生较小的圆形浅粉色根瘤，固氮酶活力降低，根瘤数目增加。RT-PCR证实gtrA上游基因matP、matQ、matMA和matB组成一个转录本。mat操纵子的启动子在自生和共生条件下均表达，且丙二酸是诱导物。这四个基因的突变体在以丙二酸为唯一碳源的基本培养基中不能生长。凝胶滞后显示GtrA专一性结合于matPQMAB操纵子的启动子特定区域。这些结果指出matPQMAB操纵子是苜蓿中华根瘤菌中唯一的丙二酸吸收和利用系统，并受GtrA调控。本工作为GntR家族转录因子在共生互作中作用提供了新见解。