氮素是植物生长发育必需的大量元素,植物根系从土壤获得的氮素营养以硝态氮和铵态氮为主要形式。在自然条件下,大豆主要依赖于与根瘤菌的共生作用,直接将自然界中氮固定位植物可利用的氮源。但根瘤菌是一种革兰氏阴性菌,也能够引起宿主的免疫反应,并随着根瘤菌侵染及共生关系的建立,免疫反应水平逐渐降低。因此,抑制大豆的免疫反应是建立大豆与根瘤菌共生固氮的必要条件之一,但是在此过程中免疫反应动态调控的机制还不清楚。前期他人的染色质免疫共沉淀测序研究发现,百脉根中结瘤重要转录因子LjNIN(Nodule Inception)在拟南芥AtBAK1的同源基因LjBAK1的启动子上有富集,说明很可能LjNIN转录调控植物免疫反应。为了探索这种机制是否存在,我们以大豆为研究对象,分析了大豆GmBAK1s家族基因,并对其中候选基因在共生固氮中的生物学功能及其与GmNINa的关系进行了研究,并取得以下进展:对大豆AtBAK1的同源基因开展了较为系统的生物信息学分析。通过对GmBAK1s家族基因进行鉴定及系统发生分析,在大豆基因组中共鉴定出5个AtBAK1的同源基因,根据其在染色体上的位置命名为GmBAK1a、GmBAK1b、GmBAK1c、GmBAK1d和GmBAK1e。进一步通过eFP网站中的表达数据分析发现,GmBAK1d和GmBAK1e在地下部根部和根瘤特异表达。最后,通过启动子元件分析,发现GmBAK1e启动子失去了防御反应相关顺式作用元件,但出现了4个NBS(NIN binding site)结合元件,预示可能该基因受NIN转录调控。对GmBAK1e的生物学功能初步研究发现,通过CRISPR/Cas9基因编辑技术造成GmBAK1e功能缺失可以提高大豆结瘤数目,而过表达GmBAK1e则导致大豆结瘤受到抑制,结瘤数目减少,说明GmBAK1e是大豆结瘤中的负调控因子。进一步通过RT-qPCR和GUS染色分析结果发现,无论在大豆还是在烟草中,过表达GmNINa均可以抑制GmBAK1e的表达。最后,通过EMSA技术初步证明GmNINa可以直接结合GmBAK1e启动子上的NIN结合元件。该结果预示着GmNINa可能直接靶向并抑制调控GmBAK1e转录。上述结果表明GmBAK1e是调控大豆共生结瘤的一个负调控因子,其表达很可能受GmNINa直接调控。基于AtBAK1在植物免疫中的重要作用,本结果为后续进一步深入研究GmBAK1e的功能及其与GmNINa在根瘤菌侵染及共生固氮中关系和机制奠定了基础。