水稻联合固氮菌的固氮作用影响水稻生长及光合作用。构建碳源利用能力增强的固氮工程菌株，将它施用具有高光合速率的转基因水稻可以研究二者之间的互作。 固氮斯氏假单胞菌（Pseudomonas stutzeri）A1501是存在于水稻根际的联合固氮菌。四碳二羧酸运输系统（Dicarboxylate acids transport system,Dct-系统）是固氮菌的能量运输系统。本研究采用具有高频接合转移特性的Tn5-mob自杀性质粒，构建了Tn5：dctPQM重组质粒，定名为pSZY6。在helper质粒pRK2013的协助下，采用三亲接合试验方法，携带A1501四碳二羧酸运输结构基因dctPQM的重组质粒pSZY6导入野生型菌株A1501中，在选择性平板上筛选染色体上含有额外拷贝dctPQM基因的重组菌株。其中3株菌株在利用四碳二羧酸生长时，表现了较高的固氮活性，暂定名为A142、A115、A136。 在不同四碳二羧酸作为唯一碳源生长时，重组菌株利用三种碳源的固氮活性不同：其中琥珀酸＞延胡索酸＞苹果酸。在碳源充足或限制条件下（四碳二羧酸在培养基中浓度分别为20mM、10mM、5mM），A142的固氮活性随二羧酸浓度提高而增强，并且均高于野生型菌株A1501。 将重组菌株A115和野生型菌株A1501施用转pepc基因的“9516”高光合水稻和原种水稻，采用¹⁵N和¹⁴C-同位素标记技术，研究水稻光合作用和固氮菌固氮作用之间的互作。结果表明：施用固氮菌后，转pepc基因水稻的净光合速率、荧光动力学参数（Fv／Fm）和PEPC酶活性有显著提高，生物学产量和经济产量分别增加了38.08％和26.86％。与原种比较，转pepc基因水稻明显提高固氮菌尤其是重组菌株的固氮效率和固氮总量。 将重组菌株A115、A142和野生型菌株A1501施用土壤氮和有机质含量低的辽宁省盘锦市盐碱地稻区，发现施用固氮菌加速水稻分蘖，增加水稻植株的粗蛋白含量，增强根系活力，并促进水稻生长，尤其是含有额外拷贝dctPQM基因的重组菌株作用最显著。并且固氮菌与有机肥配合施用效果明显优于与化肥配施。 通过设计特异性引物，采用PCR方法克隆了A1501四碳二羧酸结合蛋白编码基因dctP的启动子区，并将dctPp克隆到具有自主转移特性、在革兰氏阴性细菌中稳定存在的质粒载体pLA2917上，然后在dctPp携带的编码区上引入lacZ基因，构建了dctP-lacZ融合基因表达载体。采用两亲接合试验方法，将dctP-lacZ接合转移入P.stutzeri野生型菌株A1501、RpoN突变株、DctB^-突变株中，在含X-gal的选择性平板上筛选转接合子。结果表明：dctP基因为诱导型表达；dctP为σ⁵⁴依赖型启动子； 中国农业科学院硕士学位论文DctB突变，dctP不表达，说明dCtP基因的表达需要额外的转录激活因子；葡萄糖和乳酸不诱导dctP基因的表达，葡萄糖抑制dctP基因表达水平，四碳二颗酸摇滚酸对dCtP基因表达的诱导水平高于延胡索酸。