黄曲霉(Aspergillus flavus)是一种分布非常广泛的病原真菌,存在于土壤、灰尘和植物上。其作为腐生致病性真菌,主要的危害是菌株的强繁殖能力和机体产生的黄曲霉毒素(Aflatoxins)。尤其是黄曲霉毒素B1(AFB1),是自然界中毒性和致癌性最强的天然污染物之一。黄曲霉和黄曲霉毒素的存在给人类健康和农业经济造成了非常严重的危害。因此,研究黄曲霉的生长发育以及黄曲霉毒素的合成调控机制具有非常重大的现实意义。近些年,很多研究已经报道活性氧可以影响黄曲霉毒素的合成和调控,而黄曲霉毒素的合成通路也承担着清除多余的活性氧。为了清除活性氧,细胞内存在初级的氧化防御系统,包括过氧化氢酶,超氧化物歧化酶,过氧化物酶,和硫氧还蛋白系统。然而作为次级的抗氧化途径,黄曲霉毒素合成通路与初级的抗氧化途径之间的关系目前尚不明确。因此,本论文对黄曲霉抗氧化相关过氧化氢酶CTA1的生物学功能进行初步探究。本研究通过生物信息学方法筛选到新的黄曲霉过氧化氢酶CTA1,通过胶内酶解质谱鉴定,western blot和e GFP融合蛋白明确了CTA1蛋白的存在、大小和细胞内分布情况。为了探索cta1基因在黄曲霉的生长发育、胁迫应答、细胞内活性氧的水平、次级代谢及致病性过程中发挥的生物学功能,我们利用同源重组方法构建了cta1基因敲除菌株(ΔCTA1)和基因回补菌株(ΔCTA1:CTA1),测定了相关表型。结果表明,与野生型(WT)和回补株相比,cta1基因敲除株在PDA和YES培养基上生长更快,分生孢子的数目明显增多,且分生孢子梗的长度明显增长。此外,cta1基因的缺失使黄曲霉产生菌核的能力增强,并且细胞内的ROS水平显著增加。以上结果表明,CTA1在黄曲霉的生长、分生孢子产生、菌核形成,以及细胞内ROS的水平起到了负调控作用。本研究还探究了cta1基因敲除株响应多种外界胁迫环境,研究结果表明敲除株在盐离子胁迫条件下更加耐受,但在氧胁迫条件下更加敏感。在20 mmol/L浓度的过氧化氢和2 mmol/L t BOOH环境下,敲除株抑制生长;但浓度为1 mol/L的Na Cl和KCl会促进敲除株的生长。此外,在产毒条件下ΔCTA1菌株明显不产毒,并且在高浓度过氧化氢浓度梯度下WT菌株黄曲霉毒素产物的量也显著下降。黄曲霉菌对玉米和花生的农作物种子致病性试验结果表明,与野生型和回补株相比,ΔCTA1菌株侵染种子后的孢子产量明显增加,且未产生黄曲霉毒素AFB1,这些结果与本研究先前的测定观察的表型结果一致。随后进一步探究了CTA1影响黄曲霉毒素产生的具体机制,利用定量蛋白组学技术发现了138个差异表达蛋白,这些蛋白分布在多个生物学进程中,包括生物合成进程,生物代谢进程,氧化应激进程等。通过KEGG分析,表明CTA1通过维持ROS的稳态影响黄曲霉毒素的合成。这些结果都表明CTA1在黄曲霉生长发育、胁迫应答、细胞内ROS的稳态、毒素的生物合成以及黄曲霉侵染农作物种子等过程中都起到了关键作用。综上所述,本研究初步研究了黄曲霉过氧化氢酶CTA1的功能,结果表明CTA1参与了黄曲霉的菌丝生长、分生孢子产生、菌核形成、ROS的清除、黄曲霉毒素B1的生物合成、环境胁迫响应以及黄曲霉致病性等多种生命活动过程的调控。