根瘤菌NGR234能够与多种豆科植物通过形成固氮根瘤而建立共生关系。有些寄主植物对根瘤菌分泌的三型效应因子产生积极的反应(如大叶千斤拔和非洲山毛豆)，有些植物则以消极的方式回应(如菽麻和豆薯)。三型分泌系统是一个复杂的蛋白转运体系，革兰氏阴性细菌利用该系统转运效应蛋白进入真核寄主细胞。Y4lO是NGR234一推导的三型分泌系统效应因子蛋白。Y4lO序列与YopJ效应因子家族中的蛋白存在一定的相似性，而来自耶尔森氏菌(Yersinia sp.)的效应蛋白YopJ是一种典型的乙酰转移酶。本论文的工作，首先研究的是蛋白Y4lO在共生过程中的功能。转录活性研究表明y4lO的启动子是依赖于转录激活因子TtsI。根瘤菌NGR234和NGRΩnopL中的y4lO基因分别被敲除而获得两个突变菌株NGRΩy4lO和NGRΩnopLΩy4lO。结瘤实验表现出不同的共生表型。NGR234和NGRΩnopLΩy4lO在非洲山毛豆、菜豆(玉豆1号)和豇豆(穗青豆角)上形成粉红色的有效根瘤，而NGRΩy4lO诱导产生的根瘤起初是粉红色，但是很快就变成绿色(无效根瘤)，表明根瘤的过早衰老。对NGRΩy4lO诱导的无效根瘤进行超微结构分析，发现共生体形成不正常的扩大的侵染囊，而在NGR234或NGRΩnopLΩy4lO诱导的有效根瘤中，单个类菌体占据共生体的现象能被频繁观察到。这些实验表明Y4lO在共生体分化过程中起着决定因子的作用。Y4lO能够减缓三型效应因子NopL诱导的衰老，表明三型效应因子在固氮根瘤中可能存在协同效应。 与YopJ相比较，Y4lO却不能乙酰化丝裂原活化蛋白激酶激酶(mitogen—activated protein kinase kinase，MAPKK)。因此酵母双杂交系统被用来筛选与Y4lO互作的寄主蛋白。NGR234诱导菜豆(玉豆1号)形成根瘤(收获于接种后24天)的RNA被用于构建cDNA文库。通过营养标记基因和β—半乳糖苷酶基因(lacZ)的筛选，43个阳性克隆被筛选到。测序，然后在数据库中比对序列，结果获得28个假定的寄主互作蛋白。3个独立的克隆编码一种蛋白，该蛋白同源于拟南芥β—N—乙酰已糖胺酶/已糖胺酶/水解酶，水解氧—糖基复合体(ATHEX2/HEXO1)；另3个独立的克隆编码的蛋白相似于白绒红蛋鸟巢菌(Nidula niveotomentosa)假定ATP合成酶(atps基因)；还有3个独立的克隆编码大豆(Glycine max)6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的同源蛋白。菜豆谷氨酰氨合成酶，尿酸酶Ⅱ(uriⅡ)和质膜嵌入蛋白1；3(PIP1；3)则分别由2个独立的克隆编码。此外，还有许多的单个克隆编码不同的蛋白，如菜豆1，3，4-三磷酸肌醇5/6-激酶(inositol1，3，4-trisphosphate5/6-kinase，ipk3)和肌动蛋白等等。在哺乳动物细胞中，1，3，4-三磷酸肌醇5/6-激酶是一种能合成磷酸肌醇的蛋白激酶。对于植物，种子中磷酸肌醇可作为磷元素的储备，而且可能起着细胞信号分子的作用。肌动蛋白是植物骨架的主要组成之一。肌动蛋白骨架可能对根瘤的形成具有重要作用，因此我们就继续对菜豆1，3，4-三磷酸肌醇5/6-激酶基因和菜豆肌动蛋白进行进一步的深入研究。从菜豆cDNA文库中扩增到以上基因的全长，并利用酵母双杂交检测方法来进一步确认菜豆1，3，4-三磷酸肌醇5/6-激酶和菜豆肌动蛋白与Y4lO之间的相互作用。