1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
一、研究生物固氮的作用机制主要意义有：⑴ 通过与根瘤菌共生固氮作用使得一些豆科植物能够在贫瘠土壤中生长，进而改良土壤的质量，从而让别的植株能够在此土壤中生长；⑵ 通过豆科植物从根瘤菌的固氮作用获得大量的氮素，从而减少氮肥的使用，不光可以减少耕作的成本，同时还可以避免许多由于过度使用氮肥而引起的环境和生态问题，如河流和湖泊的富营养化，酸雨的形成，以及非食用作物的过度生长等；⑶ 在研究根瘤菌与豆科植物相互作用和共生固氮的的生物学机理之外，由于根瘤菌的宿主专一性较强，如何使其在别的豆科植株或非豆科植株上结瘤，例如水稻、小麦等粮食作物，或将与固氮相关的基因在这些宿主中表达，实现自身固氮，从而达到经济和环境效益。
二、参考文献：1.Ferguson, B.J., et al., Molecular analysis of legume nodule development and autoregulation. Journal of Integrative Plant Biology, 2010. 52(1): p. 61-76.2.Stafford, H.A., Roles of flavonoids in symbiotic and defense functions in legume roots. The Botanical Review, 1997. 63(1): p. 27-39.3.Gallego Del Sol, F. and A. Marina, Structural basis of rap phosphatase inhibition by phr peptides. PLoS Biol, 2013. 11(3): p. e1001511.4.Zahran, H.H., Rhizobium-legume symbiosis and nitrogen fixation under severe conditions and in an arid climate. Microbiology and molecular biology reviews, 1999. 63(4): p. 968-989.5.Long, S.R., Genes and signals in the Rhizobium-legume symbiosis. Plant Physiology, 2001. 125(1): p. 69-72.6.Barnett, R.F.F.a.M.J., Global gene expression in the rhizobial-legume symbiosis. Symbiosis, 2006. 42: p. 1-24.7.Perret, X., C. Staehelin, and W.J. Broughton, Molecular basis of symbiotic promiscuity. Microbiol Mol Biol Rev, 2000. 64(1): p. 180-201.
2. 研究的基本内容和问题
谷氧还蛋白与氧化应激损伤有着密切联系，未来在抗动脉粥样硬化、白内障、神经退行性疾病、脑缺血再灌注损伤、糖尿病、肿瘤等疾病方面可能会扮演着重要的角色。
而从固氮根瘤菌中基因的结合下手，可以将相关基因进行敲除、构建，从而获得具有谷氧还蛋白特性的植物。
3. 研究的方法与方案
1.染色体总DNA的提取2.质粒的提取3.大肠杆菌电击感受态细胞的制备及转化4.质粒（酶连产物）的电击转化5.根瘤菌与大肠杆菌的双亲接合6.构建单交换菌株7.构建框内敲除菌株8.突变株与野生型株的生长曲线测定9.菌株在体外条件下的回复率测定10.混合接种过程中的抗生素使用浓度11.确定菜豆种子品系12.生理学实验最适接种浓度
4. 研究创新点
之前的学术研究表明，在模式植物拟南芥中发现了三十种谷氧还蛋白同工型。
根据他们的氧化还原活性中心，他们被划归到三个子类中：csy[c/s]-、cgsf-与cc-型。
cc-型谷氧还蛋白只存在于维管植物中。
5. 研究计划与进展
利用双交换敲除将含有目的基因的质粒结合到田菁固氮根瘤菌ORS571上，从而使其获得相关基因的表达。
