木霉菌(Trichoderma)作为生物肥料和生物农药的有效组分在土壤改良、病害防治中得到广泛应用,是重要的生防真菌。铜制剂农药杀菌效果好、杀菌谱广、防治成本低,是广泛使用的化学杀菌剂。研究木霉菌应答铜胁迫的转录组变化,对于揭示木霉菌耐铜机制,提高木霉菌与铜制剂联合防治植物病害的效果具有重要的意义。本研究初步研究了铜对四株木霉菌的生物学特性的影响,对其中两株耐铜性差异较大的木霉菌开展了进一步研究,比较和分析了这两株木霉菌在铜胁迫下的转录本差异,发现这两株耐铜性不同的木霉菌,对铜胁迫应答存在明显差异,为进一步研究木霉菌耐铜性机制奠定了基础。本研究取得的结果如下:1、比较了四株木霉菌在不同铜浓度下的生长和产孢特性,其中哈茨木霉Th-33对铜的耐受性最弱,棘孢木霉1888的耐受性最强。2、采用Hiseq2500高通量测序平台完成了铜胁迫和对照条件下Th-33转录组测序,共获得891个差异表达基因,570个上调表达基因,321个下调表达基因。GO富集分析显示,共有438个基因参与到673个不同的功能亚类中;KEGG代谢途径分析显示,共有254个差异表达基因归到167个代谢通路中,其中涉及基因最多的是对氨基苯甲酸甲酯降解和氯烷烃、烯烷烃降解通路。通过对差异表达基因和代谢通路分析,推导铜胁迫下Th-33细胞内可能的铜胁迫应答途径。铜胁迫下,Cu2+还原为Cu+、Ctr铜转运蛋白的转运途径受到抑制,铜离子可能一部分通过吞饮的作用进入Th-33细胞,可能通过与谷胱甘肽(GST)结合,或通过P-type ATP酶的外排作用将铜离子向质膜外运输以减少对细胞的毒害作用。3、采用Hiseq 2500测序平台完成铜胁迫和对照条件下棘孢木霉1888转录组测序,共获得1011个差异表达基因,447个上调表达基因,564个下调表达基因。GO富集分析显示,共有637个基因参与到1275个不同的功能亚类中;KEGG代谢途径分析显示,共有340个差异表达基因归到201个代谢通路中,其中涉及基因最多的是对氨基苯甲酸甲酯降解和双酚降解通路。通过对差异表达基因和代谢通路分析,推测铜离子在1888细胞中可能主要通过低亲和转运通道进入到细胞内,一部分铜离子与细胞内的GSH结合,一部分通过铜伴侣蛋白进入到液泡中,Sod1结合铜离子的代谢过程受到抑制,而从CCS到Sod1的代谢转化过程相关基因没有发生差异表达,是否存在从CCS1到目标蛋白Sod1的其他代谢途径有待于进一步研究。4、比较Th-33和1888的转录组数据显示,两株木霉菌有较多的抗氧化酶相关基因表现出同时下调表达的趋势,暗示铜胁迫会抑制木霉菌的抗氧化活性。铜离子进入不同木霉菌细胞的途径有明显差异,并引起细胞不同的胁迫应答反应。木霉菌耐铜性大小首先可能与细胞壁结构和组分有关,其次在耐铜性不同的木霉菌中,部分编码几丁质酶、细胞壁蛋白、疏水蛋白以及谷胱甘肽的基因对铜胁迫应答的表达差异较大,可能与木霉菌耐铜性和铜代谢特性密切相关,需进一步研究验证。