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光作为一种重要的信号,用来调控丝状真菌的生长、发育以及次生代谢。不同波长的单色光,包括红光、黄光、绿光、蓝光、近紫外光对丝状真菌的菌落形态、菌丝生长、孢子形成以及次级代谢的影响各不相同。本文以黑暗条件作为对照,通过系统研究紫色红曲霉M9在持续红光(700 nm)、黄光(580 nm)、绿光(510 nm)、蓝光(470 nm)照射条件下的菌落形态、菌丝生长、孢子形成以及六种红曲色素,包括两种红色素:红斑红曲胺(rubropunctamine,RUM)和红曲玉红胺(monascorubramine,MOM);两种黄色素:红曲素(monascin,MS)和红曲黄素(ankaflavin,AK);两种橙色素:红斑红曲素(rubropunctatin,RUN)和红曲玉红素(monascorubrin,MON)的产量,得出红光是最显著的有促进作用的光源,对紫色红曲霉M9的菌落形态进行观察,发现持续红光下菌落的颜色要比黑暗条件下深,并且有更多的辐射状褶皱出现,菌丝生长更加稠密。持续红光可以促进紫色红曲霉M9无性孢子和有性孢子的形成,尤其是有性孢子的形成数量,有了显著的增加。持续红光促进了六种红曲色素的产生,两种红色素(RUM,MOM)的产量分别增加了 7.8%,17.3%;两种黄色素(MS,AK)的产量增加了 11.1%,15.6%;两种橙色素(RUN,MON)的产量分别增加了 11.4%,16.6%。通过对不同红光光照时间、光照强度、光照节律下的红曲色素和桔霉素产量进行单因素实验,得到了高产红曲色素低产桔霉素的最佳光照时间为30 min/d,最佳光照强度为300 lux,最佳光照节律为12 h。通过Box-Behnken实验设计,得到了以两种黄色素(MS,AK)为响应值的最佳红光照射条件:光照时间30 min/d,光照强度300 lux,光照节律12 h。实际测得红曲素MS的最优产量为26.77±0.38 mg/g,相比黑暗条件下提高了 42.6%,红曲黄素AK的最优产量为13.12±0.12 mg/g,相比黑暗条件下提高了 62.6%。研究不同红光照射条件下的六种红曲色素及桔霉素产量,发现两种红色素(RUM,MOM)和两种黄色素(MS,AK)的产量变化为 300 30(12)>300 45(18)>400 45(12)>40030(18)>D。两种橙色素(RUN,MON)的产量变化为 D>400 30(18)>400 45(12)>30045(18)>300 30(12),桔霉素的产量变化为 D>400 30(18)>400 45(12)>300 45(18)>30030(12)。在300 30(12)的最佳光照条件下,两种红色素(RUM,MOM)的产量分别提高了 53.8%和75.2%;两种黄色素(MS,AK)的产量分别提高了 42.2%和59.4%;两种橙色素的产量分别降低了 42.6%和54.5%;桔霉素的产量降低了 42.5%。通过对不同红光照射条件下的红曲色素及桔霉素相关基因表达量的分析并与不同红光照射条件下的红曲色素及桔霉素产量相结合,初步推测出红曲色素合成相关基因mppA/B/D/F,mppR1/R2,MpPKS5,MpFasA2/B2的基因表达量与两种橙色素(RUN,MON)的产量呈正相关,mppC,mppE的基因表达量与两种黄色素(MS,AK)和两种红色素(RUM,MOM)的产量呈正相关,因此可以初步推测红曲色素合成相关基因mppA/B/D/F,mppR1/R2,MpPKS5,MpFasA2/B2可能参与两种橙色素的生物合成,而mppC,mppE可能参与两种红色素和两种黄色素的生物合成。同理结合桔霉素产量可推测,ctnA/D/E/F/G/H/I,orf1/3/4/5,pksCT的基因表达量与桔霉素产量呈正相关,而ctnR1的基因表达量与桔霉素产量呈负相关。因此可初步推测ctnA/D/E/F/G/H/I,orf1/3/4/5,pksCT可能参与桔霉素的合成代谢,ctnR1可能参与桔霉素的分解代谢。