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红曲菌（Monascus spp.）,又称红曲霉,最早于1884年由Van Tieghem从红曲米中分离出来并命名。红曲菌是我国重要的药食两用微生物,其以米饭为培养基质的固体发酵产品——红曲,在我国及东南亚地区作为食品着色剂、发酵剂与中药配伍等已有近两千年的应用历史。红曲菌在其生命周期中既能进行有性繁殖形成子囊孢子,也能进行无性繁殖形成分生孢子。其中,分生孢子是红曲菌非常重要的繁殖体,但红曲菌的分生孢子产率低,常常导致红曲菌在生长过程被杂菌污染,这在很大程度上也影响了红曲菌的应用。目前,在曲霉属中,作为一种模式真菌的构巢曲霉（Aspergillus nidulans）,其分生孢子发育与形成机理研究得比较清楚。其产孢过程受核心调控途径brl A-abaA-wet A调节,经历孢子梗（conidiophore）、囊泡（vesicle）、初生小梗（metulae）、次生小梗（phialides）的分化和分生孢子形成五个过程。但关于红曲菌分生孢子的形成机制尚不清楚。基因组分析和显微形态观察发现,红曲菌的基因组不存在abaA基因,控制其产孢的核心调控途径仅为brl A–wet A,经历分生孢子梗与囊泡分化和分生孢子形成三个过程,分生孢子直接串生于孢子梗的囊泡顶端,未发现小梗分化现象。为了研究红曲菌分生孢子的形成机理,本研究通过异源表达技术,将构巢曲霉abaA基因导入到红色红曲菌M7（Monascus ruber M7）基因组中,获得了21株abaA表达菌株,并对表达菌株的菌落形态、生长速率、分生孢子表型、分生孢子产量、分生孢子萌发率和红曲色素合成能力进行了分析,主要研究成果如下:1红色红曲菌M7中abaA表达菌株的构建基于构巢曲霉abaA基因,构建了abaA基因表达盒,将表达盒通过中间载体p MD19-T连接到目的载体p CAMBIA3300质粒上,构建表达载体。将表达载体通过根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）EHA105介导的转化方法将表达载体携带的abaA表达盒整合到红色红曲菌M7基因组中,通过PCR和Southern blot等方法,验证得到21株abaA表达菌株,其中编号为1#、4#、5#、6#、9#、16#、18#、21#、22#共9株表达菌株含有1个abaA基因拷贝,编号为2#、3#、7#、8#、10#、13#、15#、17#、19#、20#共10株表达菌株含有2个abaA基因拷贝,编号为11#、14#含有3个abaA基因拷贝。2 abaA表达菌株的特征分析2.1菌落形态、生长速率以及分生孢子形态分析对获得的21株表达菌株和红色红曲菌M7的菌落形态进行了比较。结果显示,除1#、10#、14#共3株表达菌株外,其他abaA表达菌株的菌落形态与出发菌株红色红曲菌M7相比无明显差异。对1#、22#、3#、8#、11#、14#共6株表达菌株与红色红曲菌M7的生长速率进行比较发现,6株abaA表达菌株的生长速率高于M7。用插片法对上述6株表达菌株和红色红曲菌M7的分生孢子形态进行比较发现,6株表达菌株的大部分分生孢子与出发菌株红色红曲菌M7一样,单向串生于孢子梗囊泡的顶端,但6株表达菌株中有少部分的分生孢子双向或者三向串生于孢子梗顶端。2.2分生孢子数量与萌发率分析将1#、22#、3#、8#、11#、14#共6株表达菌株分生孢子数量与红色红曲菌M7进行比较,其分生孢子产量的提高率分别为-7.5%,3.6%,51.8%,135.8%,277.2%,489.6%,随着abaA拷贝数的增加,表达菌株的分生孢子产量明显升高。分生孢子萌发率结果显示,红色红曲菌M7和22#、3#、11#表达菌株在第4 h的萌发率分别为23.24±2.57%、31.54±2.21%、23.86±1.70%、41.31±1.62%。3株表达菌株的起始萌发率高于红色红曲菌M7,第10 h的萌发率为91.93±1.15%、93.83±1.31%、85.51±2.04%、97.45±0.80%,除11#表达菌株外,其他菌株的分生孢子萌发率基本达到90%以上。2.3色价分析在PDA培养基,28℃培养,红色红曲菌M7的胞内黄色素（380 nm）、橙色素（470nm）、红色素（520 nm）产量15 d内呈现上升—下降—上升的趋势,并于15 d达到最大值,分别为1247.40±32.22 U/g、804.83±36.60 U/g、1080.03±36.42 U/g。22#、3#、11#表达菌株的胞内黄色素、橙色素和红色素产量都于第12 d达到最大值,其中22#的色素产量分别为2141.87±120.71 U/g、803.37±79.47 U/g、1035.43±114.69 U/g。3#菌株的色素产量分别为2655.40±53.00 U/g、1419.20±355.10 U/g、1466.10±229.00 U/g,11#菌株的色素产量分别为2046.70±120.70 U/g、807.60±48.90 U/g、1413.10±46.40 U/g。三株表达菌株与原始菌株的胞外色素产量没有明显的变化规律。3分生孢子蛋白质组学分析对22#、3#、11#表达菌株与红色红曲菌M7的分子孢子进行蛋白质学分析,比较其差异蛋白表达情况,在22#与红色红曲菌M7的差异蛋白分析中,参与能量产生与转运以及糖类的转运与代谢过程的上调基因数显著高于下调基因数,参与蛋白的翻译、核糖体结构和生物起源的下调基因数高于上调基因数。在3#与红色红曲菌M7的差异蛋白分析中,参与能量的产生与转运以及氨基酸转运与代谢的上调基因数高于下调基因数,而参与翻译后修饰,蛋白的周转及伴侣蛋白的下调基因数高于上调基因数。在11#与红色红曲菌M7的差异蛋白分析中,所有的参与次级代谢产物的生物合成,运输及代谢的基因发生了上调。参与氨基酸转运与代谢过程的上调基因数高于下调基因数。参与能量产生与转运以及参与蛋白的翻译、核糖体结构和生物起源的下调基因数高于上调基因数。所有参与RNA加工与修饰和染色质的结构与动力学的基因发生了下调。