土壤盐渍化已成为制约全球粮食生产安全和提高土地利用效率的主要因素。滨海盐碱地优势的水热条件使之成为盐碱地开发利用中的重点区域,对这类滨海盐碱地进行改良和利用,对农业可持续发展具有重要意义。目前种植耐盐作物已成为一种相对有效的治理土壤盐渍化的改良措施,田菁因其耐盐、耐旱、耐涝、高产和适应养分贫乏环境的特性,已成为改善滨海盐碱地的先锋植物。茎瘤固氮根瘤菌能够在田菁茎部或根部结瘤以发挥固氮作用,二者形成根瘤菌-田菁共生系统可作为经典的盐渍土改良修复措施。蛋白质乙酰化能够调节蛋白质功能,从而迅速改变细菌的生理代谢以应对环境变化。蛋白乙酰化对细菌的生理调控包括中枢及次级代谢、转录、趋化、胁迫、毒力等过程,而这些生理过程与茎瘤固氮根瘤菌-田菁共生耐盐过程的建立紧密相关。目前对于根瘤菌-田菁共生耐盐机制尚不清晰。本论文以茎瘤固氮根瘤菌(Azorhizobium caulinodans ORS571)及其宿主田菁(Sesbania rostrata)为研究对象,通过蛋白乙酰化组学技术解析了乙酰化参与茎瘤固氮根瘤菌的多种生理过程,并利用盆栽试验探究了提高田菁耐盐能力的方法并分析了相关机制。其主要研究结果如下:(1)利用生物信息学方法对茎瘤固氮根瘤菌ORS571的乙酰化调控酶进行了系统分析。ORS571存在四个脱乙酰化酶,AZC＿0414、AZC＿2049和AZC＿3413、AZC＿1935分别属于两大类蛋白超家族,即II类和III类(SIR2家族),它们都具有保守的结构域和功能位点,其中AZC＿1935是大肠杆菌Cob B的同源蛋白。四个脱乙酰化酶在稳定期的表达水平略高于指数增长期,总体差异不大。AZC＿0414的表达水平最高,大约是其他三个脱乙酰化酶的7倍。此外茎瘤固氮根瘤菌ORS571还编码超过20个乙酰基转移酶,其中AZC＿4657编码蛋白结构域最为保守,与大肠杆菌中Yfi Q为同源蛋白,其基因表达水平远高于所选取的其他乙酰化转移酶。(2)乙酰基转移酶和脱乙酰化酶等乙酰化调控酶参与菌体形态、趋化运动、胁迫、亲缘识别等一系列生理过程。通过基因敲除遗传操作获得了脱乙酰化酶缺失突变体Δ1935、Δ3413、Δ0414、Δ2049、4Δ和乙酰基转移酶突变体Δ4657。通过定性及定量酶活性检测结果显示ORS571中AZC＿1935、AZC＿0414、AZC＿2049发挥去乙酰化酶活性。各突变体的生长与野生型相比没有明显差异,但AZC＿1935的过量表达会导致细长细胞的比例增高18.6%。突变株Δ1935在高温、氧化胁迫下存活率分别为17.4%、22.8%,显著低于野生型79.5%、73.7%。突变株Δ0414的趋化运动能力显著增强并且在泳动过程中与野生型及其他突变株产生明显的菌落间界线。Δ0414、Δ3413、Δ2049和4Δ在高盐胁迫下的生长弱于野生型。乙酰基转移酶突变体Δ4657在高温、氧化胁迫下存活率分别为22.4%、15.2%,显著低于野生型。(3)利用抗体富集和液相色谱-质谱串联技术获得了茎瘤固氮根瘤菌全局乙酰化蛋白数据组。鉴定得到982个乙酰化蛋白以及2302个乙酰化位点,占菌体总蛋白的20.8%。乙酰化蛋白广泛分布在辅因子和蛋白质的生物合成、翻译、碳水化合物代谢、信号转导、膜运输、群体感应等方面。一些被鉴定的乙酰化蛋白还参与了根瘤菌特征性生理过程,如抗逆、共生、固氮、耐盐和趋化运动等。对乙酰化基序的分析显示了对乙酰化赖氨酸周围的氨基酸残基的偏好。趋化核心Aquatic biology蛋白Che Y1被鉴定为乙酰化蛋白,Che Y1乙酰化位点的乙酰化突变显著损害了该菌株的趋化运动能力。(4)茎瘤固氮根瘤菌ORS571能够提高田菁的耐盐性。通过盆栽试验研究了接种茎瘤固氮根瘤菌ORS571和外源施用γ-氨基丁酸对盐胁迫下田菁生长发育的影响。在100 m M盐胁迫下接种茎瘤固氮根瘤菌分Y-27632细胞培养别使田菁株高、地上部干重、地下部干重以及叶绿素含量增加1.91倍、3.87倍、3.91倍和2.68倍。200m M盐胁迫下接种茎瘤固氮根瘤菌分别使田菁株高、地上部干重、地下部干重以及叶绿素含量增加1.57倍、3.31倍、2.25倍和3.15倍。接种根瘤菌ORS571能提高田菁叶片中抗氧化酶活性以及脯氨酸含量,并且降低丙二醛水平,从而缓解盐胁迫。在100 m M盐胁迫下γ-氨基丁酸处理分别使田菁株高、地上部干重、地下部干重以及叶绿素含量增加1.44倍、1.81倍、1.46倍和2.35倍。200m M盐胁迫下γ-氨基selleck抑制剂丁酸处理分别使田菁株高、地上部干重、地下部干重以及叶绿素含量增加1.76倍、2.17倍、1.74倍和3.47倍。γ-氨基丁酸处理也能够提高田菁叶片中抗氧化酶活性并且降低丙二醛水平,进而缓解盐胁迫。此外,外源施用γ-氨基丁酸能够提高根瘤菌-田菁共生系统的过氧化氢酶活性和叶绿素含量。综上所述,本论文对ORS571中乙酰化调节机制进行了系统研究,证实了乙酰化参与不同生理过程。通过乙酰化组学鉴定分析了大量乙酰化蛋白底物,并对提高田菁耐盐性的方法进行了探究,为探索根瘤菌-田菁共生耐盐的生理机制提供了理论基础。