在自然环境中,植物需要的氮的主要来源是生物固氮的作用,对于农业生产来说也是比较重要的。结瘤相关基因在根瘤菌与植物的共生过程中起到重要的作用,其中之一的nodD基因属于调节基因,它能够编码出NodD蛋白来调节其它nod结构基因表达。NodD蛋白的功能是调控某些细菌在与真核生物进行相互作用时某些行驶功能作用的基因的表达。而大豆血红蛋白是大豆根瘤中所特有的,在类菌体的周围起氧缓冲的作用,能够阻止过多的游离氧接触固氮酶,使固氮酶免受氧的损害,从而保持高效的固氮活性。大豆血红蛋白是由四个相对应的基因所编码,分别是lba、lbc1、lbc2、lbc3。实验室的前期研究表明,导入nodD基因和lba基因的大豆根瘤菌工程菌株能够明显提高大豆根瘤的固氮酶活性。本研究将nodD基因和lba基因串联导入大豆根瘤菌中研究其共同作用是否能明显提高固氮作用。本研究利用PCR技术,以本实验室前期构建的大豆根瘤菌质粒DNA为模板,将结瘤相关基因nodD和固氮相关基因lba以串联的方式连入带有lac启动子和T7终止子的质粒载体pET-P1ac中,获得目的片段Plac-nodD-lba后将其连入带有luxAB发光酶基因的原核表达载体pTR102中,构建原核表达载体pTR-Plac-nodD-lba。将此表达载体通过三亲本杂交方法转化费氏中华根瘤菌和土著大豆根瘤菌,成功构建出转基因大豆根瘤菌工程菌株SF(pTR-Plac-nodD-lba)、SFH(pTR-Plac-nodD-lba)。 Western Blot鉴定结果证明导入的目的基因可以正常表达,植物实验测定结果表明转基因工程菌株在提高大豆植株的株高、鲜重干重、结瘤数、固氮酶活性以及产量上效果优于未接菌和接入原始菌株及转空载体菌株,其中转串联基因的工程菌株与转单个基因的工程菌株相比固氮酶活性提高4%-7%,大豆产量提高17%-22%。