RpoN（σ54）在细菌的氮源利用、碳源利用、运动、生物膜形成、物质运输等过程中扮演着重要角色。施氏假单胞菌A1501(Pseudomonas stutzeri A1501)是从我国南方水稻根际土壤分离的一株联合固氮菌，本实验室对该菌的固氮系统、碳代谢抑制系统、运动与生物膜形成系统等进行了深入研究，发现RpoN均在不同程度上参与了上述系统中基因的表达调控。为全面了解RpoN在该菌中的作用，本研究对比分析了A1501野生型与rpoN缺失突变株的转录谱，并在此基础上进一步研究了RpoN参与该菌硝酸盐与亚硝酸盐同化过程的分子机制。主要研究结果如下：　　1. LB培养条件下转录谱分析表明，与野生型相比rpoN突变株中有563个基因的表达差异显著（Ratio>2），主要集中在菌体运动、碳代谢、铁与氨基酸运输、硝酸盐与亚硝酸盐同化过程，其中258个基因表达上调，305个基因下调。硝酸盐、亚硝酸盐同化相关基因下调明显，包括调节基因nasR、nasST，硝酸盐、亚硝酸盐转运系统基因nasA、nasFED，还原酶基因nasBCG以及谷氨酰胺合成酶基因glnA。由此推测RpoN可能对A1501菌的硝酸盐、亚硝酸盐同化过程进行直接或者间接的调控。　　2.比较了野生型与rpoN突变株以硝酸盐和亚硝酸盐为唯一氮源的生长能力，结果表明rpoN突变株无法单独利用这两种氮源生长。RT-qPCR分析发现，关键基因 nasT、nasR、nasF、nasB及glnA的表达相对野生型显著下调。为了研究调节蛋白NasR、NasT的功能以及它们参与的硝酸盐同化调节机制，分别构建了nasR与nasT插入突变株。当nasT突变后，A1501摄取硝酸盐能力不变，却无法利用该氮源进行生长；当 nasR突变后，A1501摄取、利用硝酸盐的能力分别下降了60％与40%。分析A1501基因组中nasT与nasR的位置，发现nasT位于还原酶编码基因上游，而nasR位于转运体编码基因上游，这与两个突变株呈现出的表型相呼应，表明NasT可能参与调控下游还原酶编码基因的表达，而NasR则可能参与调控下游转运体编码基因的表达。　　3.序列分析表明调节蛋白编码基因nasR和nasT启动子区均有RpoN保守结合位点，但尚未有 RpoN直接作用于这两个基因启动子区的报道。本研究利用His-Tag表达体系体外纯化 RpoN蛋白，分别将RpoN蛋白、RpoN-核心酶复合体与地高辛标记的nasR和nasT启动子序列进行体外结合实验。结果发现RpoN与核心酶组成的RNA聚合酶全酶能够特异性地与nasR、nasT启动子结合，RpoN自身也能够与这两段启动子结合。该结果证明硝酸盐、亚硝酸盐同化调节蛋白编码基因nasR、nasT为RpoN的直接作用靶标。　　固氮施氏假单胞菌全局性调控蛋白RpoN直接调控nasR与nasT的转录起始，进而调节该菌硝酸盐与亚硝酸盐转运体、还原酶编码基因的表达，控制A1501对细胞外硝酸盐与亚硝酸盐利用的过程。