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茎瘤固氮根瘤菌ORS571能够在共生宿主根际、内生宿主根际及自生状态下生长及固氮,其感受外界信号的受体系统应当更为复杂多样,对其受体系统如何感应外界信号的研究国内外尚无报道,严重限制了根瘤菌与宿主这一独特的共生固氮体系的广泛应用。通过生物信息学分析,受体蛋白TLPal和TLPa2分别位于茎瘤固氮根瘤菌趋化基因簇的上游和下游,因此推测这两个蛋白是重要的趋化受体。本实验利用同源重组的原理构建突变株,即先把要敲除目的基因的上下游片段分别插入到PCM351质粒中庆大基因的上下游两个多克隆位点中,然后通过三亲结合的方法把tlpal和tlpa2两个基因与庆大基因交换掉以达到基因敲除的目的。回补菌株的构建采用PBBR1MSC-2质粒,把所敲除目的基因及其启动子区域插入到该质粒中,然后转入突变株达到回补的目的。本实验利用L3半固体平板法检测趋化性,在培养基中加入不同的碳源来观察野生型菌株、突变株和回补菌株的趋化圈大小;刚果红固体培养基用来观察菌株的胞外多糖和次生代谢产物的分泌;通过固氮酶可以与乙炔反应产生乙烯的原理,利用气相色谱来测定菌株的固氮酶活性；将野生型菌株和突变型菌株按不同比例涂抹到宿主田菁的茎上和浸泡种子,通过计算长出的茎瘤和根瘤中两种菌株的比例来检测菌株的竞争性强弱。实验结果表明,与野生型菌株相比,突变株ΔTLPal对柠檬酸、琥珀酸、脯氨酸、酒石酸、苹果酸、甘油等碳源的感应能力均削弱,回补菌株ΔTLPal-com对以上碳源都能部分回补趋化能力；突变株ΔTLPal的胞外多糖分泌与野生型没有区别,但其次生代谢产物黑色素出现的时间比野生型稍早;在固氮酶活性测定中,发现突变株ΔTLPal固氮酶活性明显比野生型降低,回补菌株能够部分回补;竞争性结瘤实验中,突变株ΔTLPal的茎瘤竞争能力明显不如野生型,但根瘤竞争能力与野生型无差别。另一突变株ΔTLPa2在以上实验中与野生型菌株均没有比较大的差异。因此,我们推测趋化受体蛋白TLPal是一个重要的趋化受体,能对多种碳源做出感应,并且影响次生代谢产物、固氮酶活和结瘤过程;趋化受体蛋白TLPa2对趋化等其他方面都没有作用,可能其基因是一段冗余片段。