黄曲霉毒素是具有强致癌、致畸和致突变的作用的一种次级代谢产物,它能污染农作物,给食品行业带来重大的经济损失。同时,它也是人类的致病菌,严重威胁着人类健康。研究表明,黄曲霉毒素的产生与多种环境因素相关,温度是其中起主要作用的因素之一。但是黄曲霉如何响应温度并对产毒进行调控的机制目前还不清楚。本实验首先在4个不同温度下培养黄曲霉标准菌株NRRL3357,研究其对生长发育和次级代谢的影响。结果发现黄曲霉在28℃时产毒最多,在37℃时生长最快而产毒较少。低温(20℃)抑制生长,对产毒抑制不明显,而高温(42℃)完全抑制产毒。温度对黄曲霉的产孢也有显著影响,在37℃培养条件下产孢数明显增加。黄曲霉在两个温度下(28℃、37℃)的形态没有明显差异,生长速度的差异仅体现在菌丝尖端长度和隔膜长度上——相较于28℃,在37℃培养条件下的菌丝尖端长度变短,隔膜长度增长。对两个温度下培养的菌株的转录组分析发现相对于在28℃培养的菌株,在37℃培养的菌株的转录组中有2285个基因表达上调,3202个基因表达量下调。蛋白组iTRAQ测序结果差异表达蛋白分析发现37℃相对于28℃中有337个蛋白表达上调,328个表达下调。对转录组和蛋白组关联分析发现这两者的相关性比较差,说明基因与蛋白的表达结果不完全对应。产毒基因簇中AflR的蛋白表达量不发生变化,但转录水平在28℃的表达量明显高于37℃。本研究最后对与响应温度相关的Spml基因进行了基因敲除,结果发现敲除菌株与野生型相比的生长明显受到抑制,表型也有很大差异,产毒量显著增加,对细胞壁稳定剂、渗透压、影响细胞壁完整性的试剂更为敏感。有意思的是,突变株对氧化压的反应与野生型类似。综上所述,本研究通过温度实验证实了温度确实能影响黄曲霉的生长和产毒,利用转录组合蛋白组测序分析找到了影响黄曲霉生长和产毒的基因表达产物。对Spml基因的敲除实验发现,细胞壁完整性通路对黄曲霉的生长和产毒十分重要。因此,本研究为揭示黄曲霉响应温度调节产毒机制奠定了基础。