本项目针对根瘤菌与宿主相互作用过程中与共生固氮相关的基因表达情况进行分析，阐明这些基因在根瘤菌共生固氮过程中发挥的生理作用，揭示根瘤菌与宿主植物共生过程中重要的菌植互作过程的分子机制。因为菜豆根瘤菌的遗传背景清楚，因此项目主要以该菌株为研究对象，采用新颖的活体条件下基因差异表达筛选的方法（IVET），获得了氨基酸转运、代谢相关基因，鞭毛合成与运动相关基因，并对实验室前期筛选获得抵抗宿主免疫系统相关的刀豆氨酸转运系统，根瘤菌群体感应系统等进行了研究，发现这些基因对根瘤菌的共生固氮能力均有不同程度的影响，此外项目发现了根瘤菌的结瘤基因受宿主胁迫而倾向于回复突变，缺失了结瘤基因的根瘤菌能伴随着野生型菌株共同侵染豆科植物，而固氮基因的缺失菌株作为cheater在共生固氮过程中分享其它根瘤菌的公共养分以自由生长状态存活。同时研究中发现宿主植物的类黄酮类信号分子不仅能激活根瘤菌结瘤基因的表达，还能与LysR家族蛋白AhaR结合从而激活整合酶的表达，促进根瘤菌结瘤基因的水平转移。项目中这些发现揭示了根瘤菌与宿主相互作用过程中存在复杂的分子信号调控方式，并且宿主的信号分子对根瘤菌的共生过程发挥着重要的作用。