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互利共生是在自然界中普遍存在的一种不同物种间的相互作用。当共生关系中存在着寄生行为时,互利共生的关系将会被瓦解,废除寄生菌株的寄生行为。在根瘤菌-豆科植物系统中,包括了两个相对独立的过程——结瘤和固氮,在这两种过程中,有功能缺陷的根瘤菌能够通过寄生从宿主获得营养和生存空间。在Rhizobium etli中,我们通过对结瘤和固氮过程中的关键功能基因进行可逆和不可逆的缺失来观察这些突变菌株与宿主菜豆及野生型菌株之间的相互作用。结果发现,在合成结瘤因子上有缺陷的菌株能够通过利用根际间野生型菌株产生的结瘤因子而寄生于宿主植株的根系。相似的是,不能固氮的缺陷菌株能够直接在宿主植株内定殖并大量繁殖。实验结果表明,在结瘤和固氮的过程中都可能存在着寄生的风险,并且这种寄生行为并没有破坏共生关系的稳定。这些结果也有利于帮助理解在豆科植株结瘤过程中通常会被多种不同遗传背景的细菌所侵染。由于宿主的选择压力及专一性,根瘤菌一般不能够与多种宿主结瘤并形成稳定的共生关系。研究发现,在田菁根瘤菌A. caulinodans ORS571中存在着共生岛,且在共生岛上有着几乎所有与结瘤有关的基因,当共生岛跨两个不同属水平转移后,会使得受体菌株扩大宿主范围,在两种不同的宿主植株上形成瘤体。究其转移机理,在ORS571中位于两个Gly-tRNA间的共生岛被切割,环化后转移到受体菌株中,并整合到受体菌的Gly-tRNA上。同时,在对共生岛上的整合酶和转移酶的敲除后,发现最右边的整合酶对于整个共生岛的转移有关键作用。在共生关系中,为了避免寄生行为,宿主植株能够通过分泌抑菌物质,有选择的使得相应的共生菌株成为根际优势菌株,从而形成稳定并且可靠的共生关系。天山根瘤菌（Mesorhizobium tianshanense）与甘草（Glycyrrhiza uralensis）之间的共生关系就是如此,天山根瘤菌能够在甘草分泌的刀豆氨酸的根际环境中生存,这种生理功能主要依赖于天山根瘤菌中的MsiR/MsiA系统。在根瘤菌胞内累积的刀豆氨酸到一定的阈值时,MsiR能够诱导msiA表达,MsiA能够将胞内的刀豆氨酸运输到胞外,从而使得菌株存活。对MsiR蛋白功能的研究发现,MsiR蛋白在形成二聚体及结合到msiA启动子区域的过程中不需要有刀豆氨酸的辅助。对MsiR蛋白进行遗传学分析其结构与功能的关系发现,当MsiR蛋白氮端的HTH结构缺失、碳端的底物结合位点缺失,或蛋白表面二级结构缺失后都使得MsiR失去了调控msiA的能力。为研究MsiR蛋白关键氨基酸的功能,利用大肠杆菌XL1 Red菌株,构建得到nsiR基因突变子文库,以LacZ作为报告基因筛选得到7株具有不同的突变位点的突变株。在刀豆氨酸不存在的条件下,都可以诱导msiA基因的表达,即其MsiR蛋白活性均表现出不依赖于刀豆氨酸诱导物分子的作用。其中的三个位点（D89G、S226W和G237R）的突变使得调控蛋白失去了与底物结合的能力,但诱导能力依然存在；G107E和T286K的突变使其部分失去了与底物结合的能力；V28G和K98Q则基本上使得MsiR丧失了诱导能力。因此,功能亚基和关键位点都在MsiR调控蛋白的构象和功能上起着关键作用。从社会微生物学的角度分析合作行为存在的合理性,发现了合作行为和寄生行为之间的动态平衡,符合社会微生物学的概念。具体来说,菜豆植株能够在一定的程度上容纳部分的寄生者的存在；当植株分泌抑菌物质时,相应的根瘤菌能够形成一套灵敏的调控系统将抑菌物质运输到胞外,从而成为根际的优势菌株；同时,不同遗传背景的根瘤菌还能够通过共生岛的水平转移的方式扩大共生的宿主范围。