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樟芝是具有多种药理活性的薄孔属真菌,拥有广阔的应用前景。野生牛樟芝仅生长于台湾特有牛樟树的腐朽树干,数量十分稀少,而采用椴木栽培和固体培养等方式生产樟芝子实体存在周期长、产量低、成本高等问题,目前,液体深层发酵技术是规模化生产樟芝菌丝体及其活性代谢产物的主要方式之一。本课题组前期对樟芝液体发酵过程进行了培养条件优化,发现在适宜的营养和环境条件下,发酵后期能产生大量无性节孢子;樟芝节孢子接种至新鲜培养基中能够快速萌发成为菌丝体,启动新一轮发酵,且与传统发酵接种方式相比,发酵周期缩短,批次稳定性显著提高。但是,目前对于樟芝节孢子萌发的分子机制及其调控因素尚缺少深入研究。本论文采用转录组测序(RNA-Seq)技术分析樟芝节孢子萌发过程中孢子萌发功能基因的转录水平变化规律,预测樟芝节孢子萌发的信号通路;其次,针对樟芝寄主专一性的特点,从樟树和樟芝代谢物中筛选对节孢子萌发具有促进和抑制作用的小分子效应物,并采用蛋白组学技术(2DE、iTRAQ)分析在效应物扰动条件下节孢子萌发过程的蛋白质组差异,验证樟芝节孢子萌发相关基因的功能。主要结论如下:采用RNA-Seq技术考察节孢子萌发过程中基因转录水平变化,共得到54938条转录本和32697条Unigenes,聚类分析表明休眠孢子和萌发状态孢子所含Unigenes种类和含量差异较大。经生物信息学分析,获得79个与孢子萌发相关的基因,预测rac1、ric8、gan B、sfaD、cyaA、pkaR、pkaA、cre-1、bmh1、ras2、pmr1、gapA、rasA、cdc42、pak A、cmk1 16个基因涉及的孢子萌发信号通路,主要为Gα-cAMP-PKA和Ras-MAPK介导的孢子萌发途径。针对野生樟芝生长的寄主专一性,采用96孔板考察20个樟树提取物和樟芝代谢物及其34个结构类似物对樟芝孢子萌发的影响,共获得29个樟芝节孢子萌发促进剂,17个萌发抑制剂。进一步对22种候选效应物的促萌或抑萌效果进行摇瓶实验验证,结果表明香草醛、香草酸、阿魏酸促进孢子萌发效果最为显著,萌发增长率分别为110.18%、66.67%、64.13%,邻香草醛、1-辛烯-3-醇、咖啡酸抑制孢子萌发作用最为显著,萌发增长率分别为-58.81%、-41.61%、-45.83%。采用2DE及iTRAQ技术分析在萌发促进剂和抑制剂扰动情况下樟芝节孢子的蛋白质组差异。2DE成功鉴定44个蛋白,包含10个孢子萌发功能基因,分别为gerO、ubc1、cat-1、snf1、cas2、sfaD、chaperonin、fad5、tyrosine-P、chiA。iTRAQ鉴定到3109个蛋白,经生物信息学分析获得61个孢子萌发相关蛋白,其中17个蛋白参与孢子萌发信号通路。考察孢子萌发信号通路相关蛋白表达量,推测香草醛调控Gα-cAMP-PKA途径中的关键基因,如ganB、cyaA、cre-1、pkaA,最终通过提高漆酶含量以促进节孢子萌发。在Ras-MAPK途径中,Cdc42是调控孢子萌发的关键蛋白,在香草醛样品组中表达量上调,1-辛烯-3-醇样品组中表达量下调。采用实时荧光定量技术验证26个孢子萌发功能基因的表达水平。结果发现,8个基因gerO、fad5、chiA、sfaD、cyaA、cre-1、gapA、cmk1基因的转录水平与mRNA翻译水平一致,说明这些基因与樟芝节孢子萌发过程相关。