黄曲霉是一种常见的植物病原真菌,主要侵染含油量高的粮食作物的种子及其制品,并产生具有极强毒性和致癌性的真菌次级代谢产物黄曲霉毒素,对粮食安全和人类健康造成了极大的危害。到目前为止,越来越多的证据表明SUMO化修饰在真核生物的生命活动过程中起着重要的调节作用。本实验室之前的研究结果证明SUMO化修饰在黄曲霉菌中确实存在,且影响了黄曲霉菌的形态发生和黄曲霉毒素的生物合成。黄曲霉菌的SumO蛋白不同于之前所有已报道的SUMO家族成员,其基因表达产物并不需前体活化,而能直接进入SUMO化修饰循环。本研究旨在找出黄曲霉菌中SUMO化修饰通路中的各个部件,为之后有关SUMO化修饰研究做铺垫。本研究通过生物信息学的序列比对分析,得到了黄曲霉菌中潜在的 SUMO 化修饰酶系 E1（AosA-UbaB）、E2（UbcI）和 E3（SizA）的编码基因,利用同源重组技术敲除这四个潜在酶系基因,利用Southern blot杂交分析验证缺失株的基因型,构建回补菌株,考察比较野生型菌株、基因缺失株和回补菌株的生长、形态、产毒量及致病性等相关表型指标。另外,本研究还构建了表达HA分子标签的SumO蛋白的黄曲霉菌株及各潜在酶系基因缺失株,通过Western blot免疫印迹分析各基因缺失条件下黄曲霉中总蛋白的SUMO化状态和修饰水平。研究结果显示,高温、氧化还原和DNA损伤修复相关药物都抑制各潜在酶系基因缺失株的生长。缺失株产分生孢子的数量及合成的黄曲霉毒素Bi都明显减少。在29℃培养条件下菌核数量增加但体积变小,而在37℃培养条件下菌核数量减少而体积变化不明显。在侵染花生和玉米种子时,各缺失株的孢子在种子表面的定殖能力明显降低,产孢量及产毒素量明显减少。以上这些表型都与sumO基因缺失株的相关表型一致,提示潜在酶系基因aosA、ubaB、ubcI和sizA可能与sumO在同一条信号通路中发挥作用。在表达HA-SumO的黄曲霉菌株中,可以检测到HA-SumO单体及不同分子量的SUMO化修饰蛋白,而敲除潜在的酶系基因后用Western blot检测到HA-SumO单体增加,而SUMO化修饰蛋白减少,这一结果说明,我们所敲除的潜在酶系编码基因aosA、ubaB、ubcI和sizA确实是黄曲霉中SUMO化修饰通路的酶系基因。综上,本研究对黄曲霉中SUMO化修饰通路的潜在酶系基因aosA、ubaB、ubcI和sizA进行了克隆鉴定和功能初步研究,通过表型观察和体内SUMO化状态检测,表明这些基因确实是黄曲霉体内SUMO化修饰通路的酶系基因,参与了黄曲霉应答环境压力、产孢、产菌核、产毒及侵染宿主种子等多种生命活动过程。以上结果使我们初步认识了黄曲霉中SUMO化修饰通路,为进一步研究完整的SUMO化修饰循环及其调控黄曲霉生命活动过程的分子机制提供基础资料,为探讨防控黄曲霉污染提供新思路。