基因融合和裂变事件是基因结构进化的关键机制,对于研究基因的形成和进化以及预测蛋白质间的相互作用非常重要。该过程发生在编码序列上时,对蛋白结构会产生可见的影响,导致功能的损坏。由于基因融合具有多种用途,如诊断标记,预测指示器,随着越来越多基因组被完全测序,检测到的基因融合逐渐增加,基因融合分析已被用于鉴定原核生物和真核生物(如酵母和果蝇)的蛋白质之间的功能联系。近年来,大量更为准确的探测方法涌现,但是目前对根瘤菌中的基因融合和分裂的频率以及发生规律的分析存在巨大的空白。本研究利用最新的基因融合分析方法对完全测序的总共111株根瘤菌的726,984条蛋白质序列中的基因融合和分裂事件进行探测,基于探测结果预测了互作蛋白,以及研究了融合基因、分裂基因与功能联系,并结合系统发育谱方法分析了互作蛋白的共进化情况。本研究检测出77,689个基因融合或分裂结果,并且基因融合事件(78%)显著多于基因分裂事件(34%),说明根瘤菌基因组中蛋白质的功能在不断复杂化和多样化。另外,根瘤菌基因组中有些功能的基因更趋于发生融合或分裂。基于检测得到的基因融合和分裂的结果,我们进一步预测了它们对应的蛋白质互作关系,结果表明预测的互作蛋白质中大部分(81.63%)属于相同的代谢通路,因此存在功能相关性并且发现大部分互作的蛋白是独立进化的,因此基因融合和分裂对于根瘤菌基因组功能的进化具有非常重要的影响。这是第一次通过基因融合分析方法探究根瘤菌中的基因融合和分裂事件。本研究所得到根瘤菌中基因融合和分裂的结果有助于推进根瘤菌共生能力进化的研究。而且可通过其他实验方法对预测的互作蛋白进行进一步证实,从而加强完善根瘤菌信息并推进根瘤菌进化历程的分析。