竹黄菌(Shiraia bambusicola P.Heen)是短穗竹属(Brachystachyum Keng)等竹子上的病原真菌,其子实体竹黄是一种传统的中药,具有止咳化痰、活血止痛等功效。竹黄中的有效活性成分是竹红菌素,属于苝醌类化合物,其中含量最高的竹红菌甲素(Hypocrellin A,HA)作为非卟啉类新型光敏剂备受关注,在抗菌、抗癌、抗肿瘤等方面都具有良好的疗效,在光化学疗法(Photodynamic therapy,PDT)上有广阔的应用前景。但野生竹黄的自然资源十分有限并呈现越来越少的趋势,大大限制了对HA的供应,因此通过菌丝固体或液体培养生产HA已成为其生物技术替代生产方式,但菌丝培养产量较低,成为大规模生产的瓶颈。本论文主要研究两种非生物诱导:超声与光照,考察两因素对竹黄菌生长与HA生物合成的影响,优化诱导参数,挖掘超声与光照对真菌的调节机制,为竹黄菌生物技术生产提供调控方法,为光敏药物的非生物诱导机制研究提供基础和参考。本文首先研究了超声处理对竹黄菌生长及HA合成的影响。通过筛选超声时间点、超声时长、超声次数以及不同的间隔时间,确定了最佳的超声处理条件:在菌丝培养的第3天进行超声处理,每次超声5 min,总共超声3次,每次间隔12 h。在这个最优条件下,不仅菌丝内HA的含量明显提高,同时也促进了HA向胞外的分泌,总含量达到247.67 mg/L,是对照组的3倍。除此之外,超声处理引起了竹黄菌菌团缩小、形态粗糙,菌丝细胞膜通透性增强,不饱和脂肪酸比例上升,大量活性氧(Reactive oxygen species,ROS)积累以及HA合成与释放相关基因(包括PKS、Mono、FAD、O-mef和MFS)表达水平上调等结果,说明超声处理不仅能够促进HA的生物合成,同时能够促进HA向胞外的分泌。本文同时研究了光波对竹黄菌的生长及HA合成的影响。通过对不同光暗比时间的筛选,最终确定200 lux的光强下、24:24 h的光暗比能够显著提高HA的生物合成,总含量达到181.67 mg/L,比对照组提高了73%。在光暗比培养下,菌团缩小,更利于大规模的发酵培养;同时光暗比条件下两个ROS相关的基因包括NADPH氧化酶(Nox)和细胞色素c过氧化物酶(CCP)的表达量明显上调且ROS大量积累,通过维生素C(VC)清除ROS后发现,ROS与上调HA生物合成的相关基因表达有关,并且能提高HA的生物合成,初步表明光暗比下产生的ROS与HA生物合成之间存在密切联系。另外,为了进一步研究光对HA生物合成的影响,本文研究了红光对竹黄菌转录组的影响。我们应用RNA-Seq技术对黑暗培养和红光培养的竹黄菌转录组进行测序,最终得到24804条unigene。我们利用NR、Swiss-Port、KOG、GO和KEGG五个数据库对所得到的unigene进行注释,通过RPKM法计算unigene在对照组和红光处理组中的表达量,得到了310条红光培养下的差异表达基因(Differentitally expressed unigenes,DEGs),其中155条上调,155条下调。通过对DEGs的GO聚类分析,我们发现红光培养下,与“transmembrane transport”(GO:0055085)和“integral component of membrane”(GO:0016021)有关的过程受显著影响,提示我们红光可能影响竹黄菌的细胞膜和跨膜运输状态。此外,通过差异基因的比对,红光培养下胞内HA含量的提高主要与HA合成相关基因表达的上调有关,而胞外HA含量的提高主要与转运相关基因的表达上调有关。本研究探讨了声波和光波对竹黄菌生长和HA生物合成的影响,通过形态变化、氧化态势变化和基因表达变化等初步揭示了非生物诱导对HA生物合成的调节机制,为后续竹黄菌的大规模发酵培养提供了理论与应用基础。