根瘤菌不但可以和豆科植物互作，形成根瘤进行生物固氮，而且还可以作为内生菌与非豆科植物互作，并对非豆科植物有一定的促生作用。不过这个互作机制目前还不是很清楚。本研究采用激光共聚焦显微镜观察、高通量测序和荧光定量PCR等技术手段，对茎瘤固氮根瘤菌在小麦体内的迁移运动和互作机理进行了探究。用gfp-A.caulinodans分别侵染小麦的根部和叶片，发现根部接菌6天后，gfp-A.caulinodans可通过根尖破损处和侧根裂隙处侵入小麦皮层组织，在皮层细胞间隙和维管束组织中定殖；根部接菌12天后，gfp-A.caulinodans迁移到了叶片组织，在叶片的气孔周围有gfp-A.caulinodans零星的分布。叶片接菌6天后，gfp-A.caulinodans分布在叶片的叶肉细胞间隙、叶片的破损处和气孔周围，在根部没有发现gfp-A.caulinodans的分布；叶片接菌12天后，gfp-A.caulinodans在根细胞间隙有零星分布。这充分说明gfp-A.caulinodans在小麦体内确实存在一定的迁移能力。利用高通量测序技术对8个时期的30个样品的总RNA进行了转录组测序。同时我们还对5个时期共18个样品的mRNA分别进行表达谱测序。转录组测序得到的所有Unigene注释到25个COG功能分类中，主要的功能分类有转录、翻译、细胞周期调控与细胞分裂、转译后修饰、碳水化合物转运和代谢。这些功能都是细胞生长、繁殖和代谢最重要的功能，说明转录组测序获得的Unigene基本具备作为参考库的能力。表达谱测序结果显示，地下部分的6h、12h、24h、48h的差异基因分别有25个、45个、152个和44个；地下部分的6h、12h、24h、48h的差异基因分别有2个、309个、1个和48个。采用荧光定量PCR技术，对5个时间点4个防卫相关基因进行表达差异的检测，发现PR1和MYC两个基因基本没有差异，COI2基因在48h开始出现差异，ACC基因12h和24h差异最大，48h后差异变小。PR1基因是病程相关蛋白家族中的一员，它没有表现出差异说明小麦幼苗接菌后没有发生获得性系统抗性(SAR)反应。COI2作为茉莉酸途径的关键基因，其在48h后出现上调说明茉莉酸通路的表达开始激活，也预示着诱导性系统抗性(ISR)反应的激活。ACC基因是乙烯合成的关键基因，其在12h和24h表达的上调也预示着乙烯通路即将激活，不过它在48h后差异变小，可能是乙烯合成的增加反过来拮抗其上游关键酶的合成。综上所述，茎瘤固氮根瘤菌在小麦体内具有一定的迁移能力，其侵入小麦体内后使得氧化还原酶、纤维素合酶、水解酶还有诱导性系统抗性通路的相关基因发生了改变，从而对小麦表现出一定的促生和增强小麦幼苗抵抗病菌侵染的能力。这些结果为利用茎瘤固氮根瘤菌开发生物菌肥提供了基础。