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豆科植物根瘤是植物的根部皮层细胞在根瘤菌诱导下,反分化发育成的植物器官.在根瘤发育过程中被特异诱导的植物基因统称为结瘤素基因(nodulin genes).我们应用cDNA-AFLP(cDNA-amplified fragment length polymorphism,AFLP)技术对苜蓿根瘤和未感染根瘤菌的植物根部的基因表达模式进行了差异显示.在约3,000个cDNA片段中我们得到了70个在根瘤中信号明显而在未感染根瘤菌的根中没有信号的转录片段(transcript-derived fragments,TDFs).通过对这些根瘤中诱导表达的TDFs的序列分析表明,它们大多数与目前已经发现的结瘤素基因不同,可能为新的在根瘤发育中被诱导表达的基因.依据这些根瘤中诱导表达的TDFs与已知蛋白的同源性,推测它们可能在根瘤发育的信号传导、基因表达调控、物质运输和根瘤的反馈控制等过程中发挥重要作用.以8个根瘤中诱导表达的TDFs作为探针的Northern杂交实验证实,这些片段确实在根瘤中被诱导表达或显著的增强表达.这一结果显示cDNA-AFLP技术将是一种有力可靠的筛选结瘤素基因的工具.进一步的Northern分析表明,苜蓿MsHSP70-1(RX89)和MsEHs-1(RX32)基因的表达与根瘤菌bacA基因相关,在根瘤发育过程中,MsHSP70-1和MsEHs-1可能在根瘤菌bacA基因开始表达后,被诱导表达;在根瘤菌nifA表达时,它们已经开始表达.我们还克隆了一个抗病基因---msrl的全长cDNA序列,序列分析表明,MsR1含有一个保守的NB-ARC结构域.热激转录因子(heat shock transcription factors,HSFs)对于热激蛋白(heat shock protein,HSP)的表达和调控具有关键性的作用.在紫花苜蓿的根瘤中热激转录因子MsHSF1基因至少存在两种选择性拼接转录产物MsHSF1α和MsHSF1b.MsHSF1α中由外元E1、E2、E3和E4按顺序连接而成,MsHSF1b则由外元E1和E4直接连接而成.序列分析表明,MsHSF1α中外元E2和E3的存在,将使MsHSF1在它翻译到与DNA结合的结构域(DNA-binding domain,DBD)时,翻译过程被提前终止,MsHSF1α将不可能翻译出有功能的MsHSF1蛋白.MsHSF1b可翻译出有功能的MsHSF1蛋白.