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铁在微生物的各关键代谢中起重要辅因子的作用。铁吸收调节因子Fur是革兰氏阴性菌中铁代谢的核心调控元件,在含铁蛋白的活性调控及微生物–宿主互作过程中发挥重要作用。施氏假单胞菌A1501是一株根际联合固氮菌,其高效固氮及根表定殖需要大量含铁蛋白（如固氮酶）的参与。前期研究发现fur基因突变导致A1501菌的固氮酶活显著下降,暗示Fur可能参与固氮基因表达调控,但具体机制尚不清楚。此外,非编码RNA PrrF被报道通过RNA–RNA互作在转录后水平调控含铁蛋白SodB的表达,A1501菌中该ncRNA是否参与固氮酶的表达调控值得深入研究。本研究通过测定不同外界铁条件下菌株的生长、固氮等表型明确了Fur对胞外铁的响应规律,并结合转录组分析、蛋白–DNA互作及RNA–RNA互作等方法探究了A1501菌中Fur蛋白调控固氮基因表达的分子机制。主要研究结果如下:1.测定了野生型A1501、fur突变株?fur和回补株com-fur在铁丰富(基本K培养基,50μM Fe3+或Fe2+)和铁限制(K培养基含0.5μM Fe3+或Fe2+)条件下的生长及固氮表型,结果发现菌株间无显著生长差异,表明0.5μM的铁浓度(Fe3+或Fe2+)均能够满足生长所需;固氮酶活测定发现,A1501和?fur在铁元素为Fe2+的培养基中的固氮酶活比Fe3+时高30%,表明Fe2+可能更适于菌体生物固氮;铁丰富条件下A1501和?fur的固氮酶活均为铁限制条件下的2倍左右,Western Blot检测结果表明,Fur蛋白在铁限制条件下表达上调,qRT-PCR结果也表明fur基因的表达可响应低铁信号。2.分析了野生型A1501和?fur分别在铁丰富（基本K培养基,50μM Fe3+）和铁饥饿（添加过量铁螯合剂）条件下生长至对数期的转录组,结果表明,铁丰富条件下?fur中有146个基因较野生型表达差异显著（88个上调,58个下调）,其中TonB依赖型摄铁系统TonB-ExbBD、细胞色素c成熟系统Ccm和反硝化核心酶Nir/Dnr/Nor编码基因表达显著上调;铁饥饿条件下,?fur中有150个基因相比野生型表达差异显著（49个上调,101个下调）,如rpoH表达显著下调。启动子分析表明,上述编码基因（簇）PST0819-exbB2-exbD2-PST0822、dnrS、nirH、ccmA、nfiS和rpoH等启动子区存在Fur蛋白保守识别位点,暗示Fur可能对这些基因的表达存在直接调控。3.探索了Fur参与固氮活性调控的分子机制,存在转录和转录后两种作用方式:在转录水平,Fur蛋白与固氮酶铁蛋白基因nifH的启动子互作,正调控nifH基因的表达,EMSA实验证实Fur蛋白与nifH启动子区存在体外互作;在转录后水平,Fur蛋白负调控ncRNA PrrF的表达,PrrF通过与nifH mRNA及钼铁辅因子合成基因nifQ mRNA直接互作,影响固氮酶的合成及组装。prrF的启动子区存在Fur蛋白保守识别位点,EMSA实验证实Fur蛋白与prrF启动子区存在体外互作,Northern Bolt结果表明,PrrF的表达受fur和铁的负调控;RNA二级结构预测发现PrrF与nifH和nifQ mRNA存在可能结合位点,MST实验证实了PrrF与两mRNAs片段均存在体外互作。综上所述,Fur蛋白通过调节自身表达参与菌体的铁响应,可能直接参与铁转运、氮循环和热激抗性相关基因的转录调控;本研究首次报道了铁转运蛋白在转录和转录后水平直接参与固氮调节的分子机制,为深入解析固氮菌的调控网络及环境适应机制奠定了理论基础。