黄曲霉菌（Aspergillus flavus）是一种腐生性的丝状真菌,也是植物和动物共同的致病菌。黄曲霉菌能污染农作物,对农业经济造成巨大损失,其产生的次级代谢产物黄曲霉毒素（aflatoxin）是一类毒性和致癌性极强的天然污染物,对动物和人类健康造成巨大威胁。黄曲霉菌也是侵袭性曲霉病（Invasive Aspergillosis）的第二大病原菌,具有极高的致畸和致死率。目前对侵袭性曲霉病的诊断和治疗仍是困扰临床的难题。研究表明曲霉病的侵染水平与曲霉生长发育密切相关,因此阐明黄曲霉菌发育、毒素合成和侵染的关键调控因子,能为黄曲霉菌的防控奠定重要理论基础,也为临床曲霉病的治疗提供重要的理论依据。本研究以小白鼠为动物实验材料,成功建立黄曲霉菌引起的侵袭性曲霉病动物模型,证明黄曲霉菌是侵袭性曲霉病的重要病原菌。通过对侵袭性黄曲霉病的分析,发现黄曲霉对肺部组织造成出血、肺气肿、坏死、等病灶;血常规诊断测定表明黄曲霉菌侵袭性曲霉病可以造成小鼠炎症反应,同时发现1,3-β-D葡聚糖含量可以作为侵袭性黄曲霉病诊断的重要参考指标;对小鼠肺部组织真菌炎症因子IFN-γ和TNF-α,识别受体TLR2和Dectin-1的表达进行了分析,结果表明黄曲霉侵染后导致这些基因表达水平均显著上升;最后利用黄曲霉基因缺失菌株进行小鼠毒力验证实验,证明该小鼠曲霉模型可以作为黄曲霉菌株动物致病力研究模型,这些结果为临床治疗侵袭性黄曲霉病提供重要理论依据。乙酰化修饰能调控真菌发育、次级代谢合成和侵染,而动植物共同的致病菌黄曲霉菌尚未报道。通过生物信息学BlastP分析,本研究得到黄曲霉菌5个经典组蛋白去乙酰化酶（Histone deacetylase,HDAC）,包括3个I类去乙酰化酶为RpdA,Rpd3和HosA,以及2个Ⅱ类去乙酰化酶为HdaA和HosB。对不同发育阶段组蛋白去乙酰化酶基因表达分析,发现经典组蛋白去乙酰化酶在孢子合成,毒素合成和菌核生成阶段表达量较高。为进一步研究黄曲霉经典去乙酰化酶的功能,通过经典去乙酰化酶抑制剂曲古抑菌素（trichostatinA,TSA）处理黄曲霉菌,发现生长受到抑制、毒素合成显著降低,揭示乙酰化修饰在黄曲霉菌生长和毒素合成中发挥重要功能。接着,构建黄曲霉菌经典去乙酰化酶HDAC基因缺失株分别命名为Δrpd3,ΔhosA,ΔhdaA和ΔhosB。通过功能分析发现I类去乙酰化酶HosA参与黄曲霉生长、孢子生成、菌核产生、氧化压力响应和毒素生成,而Ⅱ类去乙酰化酶HdaA参与黄曲霉菌核产生和毒素合成。亚细胞定位分析发现Ⅰ类HosA主要定位在细胞核,部分定位在细胞质;而Ⅱ类HdaA在细胞质和细胞核均有分布。为进一步阐明黄曲霉HosA调控毒素的机制,本研究对HosA蛋白进行体外纯化并测定HosA蛋白去乙酰化酶活,并发现TSA能显著抑制HosA蛋白的酶活活性,这些结果证明HosA具有去乙酰化酶活性,并对TSA敏感。通过添加外源cAMP实验,发现HosA作用于cAMP信号途径调控毒素合成的下游。结合染色体免疫共沉淀CHIP实验技术,发现HosA蛋白通过直接结合到产毒相关基因从而调控毒素的合成,揭示出一条经典去乙酰化酶正调控次级代谢合成的新机制。最后通过黄曲霉动物致病力研究,发现ΔhosA能显著降低黄曲霉对动物曲霉病的侵染力。通过生物信息学分析,还发现黄曲霉菌存在另外一个去乙酰化酶家族为 Ⅲ类 Sirtuins（Silent information regulators family）家族,结果表明黄曲霉菌存在6个Sirtuins去乙酰化酶Sir2,Hst2,Hst2p,Hst4,Sirt4 和 Sirt5。利用 Sirtuins 家族抑制剂烟酰胺（nicotinamide,NAM）处理黄曲霉菌,发现NAM可以处理抑制黄曲霉菌生长和显著增加毒素合成。接着,本研究构建了 Sirtuins家族基因缺失株Δsir2,Ahst2,Δhst2p,Δhst4,Δsirt4和Δsirt5。通过对Sirtuins家族功能研究,发现Δhst4,Δsirt4,Δsirt5促进黄曲霉孢子萌发;Δsir2和Δhst4显著降低孢子合成;Δsir2增加菌核合成,而Δhst4和Δsirt5降低菌核生成。对环境胁迫响应研究发现Hst4参与氧化压力和基因毒性胁迫的响应,最后发现Δhst4敲除菌株导致黄曲霉菌致动物曲霉病侵染力降低。这些结果揭示Sirtuins家族在黄曲霉菌发育和侵染发挥重要功能。最后,本研究还针对黄曲霉菌一个组蛋白乙酰转移酶（Histone acetyltranferases,HATs）GcnE功能进行了研究。通过GcnE的定位分析,发现GcnE在孢子生成、萌发阶段定位在细胞核和细胞质,在菌丝阶段定位在细胞核中。接着,构建了gcnE基因缺失株ΔgcnE,通过Western blotting发现GcnE在黄曲霉菌体内的经典靶标是H3K14,敲除ΔgcnE显著减低组蛋白H3和H3K14乙酰化水平。通过对ΔgcnE的功能分析,表明GcnE参与黄曲霉生长、孢子形成、菌核形成、毒素合成、细胞壁压力和基因组胁迫响应。这些结果证明了组蛋白乙酰化转移酶也参与黄曲霉生长发育和毒力调控。综上所述,本研究成功构建了侵袭性黄曲霉病动物模型,同时揭示组蛋白乙酰化修饰在黄曲霉菌生长、发育、毒素合成和曲霉致病力等方面发挥重要功能,阐明乙酰化修饰调控黄曲霉生长发育和侵染的关键因子。这些研究对深入了解乙酰化修饰在其他致病真菌中也有重要借鉴意义,对以针对病原真菌生长发育和致病过程为重要靶标的杀菌药物的开发提供重要靶标,为设计低毒、高效的真菌病害防治策略提供重要参考。