灵芝(Gaanoderma lucidum)是著名的大型食药用真菌,具有丰富的营养和药用价值,在中国和东南亚国家有着悠久的应用历史。灵芝在抗衰老、提高免疫、抗病毒和抗肿瘤等方面具有很好的疗效,其中灵芝三萜类化合物是灵芝的次级代谢产物,它含量的多少已成为评价灵芝质量的重要标准。近年来随着灵芝基因组测序工作的完成,以及一系列遗传操作平台的建立,如RNA干扰技术、基因过量表达体系等,有力地推动了灵芝成为一种新型模式药用真菌,显著提高了其科研和商业价值。本研究利用实验室所建立的灵芝基因沉默体系,来研究转录因子AP1对灵芝生长、代谢调控机制,同时探讨氧化还原平衡在灵芝三萜合成过程中所发挥的作用。转录因子AP1是真菌中研究较多的一类调控因子。在以往研究中AP1通过接收响应细胞所传递到的外界信号,将这种信号转化为对相应基因的转录调控,从而使细胞对外界信号作出应答。在众多响应途径中,AP1对于氧胁迫的应答是人们研究较充分的一方面。本研究在基因沉默体系的基础上,来研究AP1对包括氧化还原平衡在内的生理和生化活动所起的功能,同时探究H2作为新型的外源信号分子,在提高灵芝的抗氧化的机制。分析转录因子AP1的功能:在本课题研究中,据灵芝基因组测序序列,鉴定出酿酒酵母(S.cerevisiae)中Yapl的一个同源基因,并通过功能域比对和进化树分析,确认其为转录因子apl基因在灵芝中的同源基因,命名为apl。采用正反启动子RNA干扰技术来研究AP1在灵芝中的功能。经过一系列遗传分析及表型研究,发现该基因在调控菌丝生长、细胞内氧化还原平衡、细胞壁的合成、灵芝三萜的生物合成和调控胞内钙离子信号等方面有重要影响。apl沉默菌株出现生物量积累缓慢、体内ROS含量激增、灵芝三萜生物合成上调、细胞壁合成受阻以及基内菌丝生长异常等表型。综上所述,本研究突出了灵芝中的转录因子AP1在灵芝生长、次生代谢、维持氧化还原平衡等方面所发挥的重要作用。且我们发现AP1在灵芝细胞中ROS信号与钙信号交互影响中发挥着重要作用,并维持着体内钙平衡,影响菌丝生长。此外,我们还通过添加H2作为一种新型调控因子,研究氧化还原平衡在灵芝生长中所发挥的作用,并探究其调控机制。