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木质纤维素是植物细胞壁的主要组分,是地球上数量最丰富的可再生性资源。使用生物法降解木质纤维素类可再生资源,转化获得各种生物燃料和化工产品,减缓石油等不可再生资源的消耗,对保护环境、促进全球经济的可持续发展具有重要的意义。利用微生物,特别是丝状真菌所产纤维素酶,将天然木质纤维素高效地降解成为可发酵性糖是实现上述目标的核心关键。草酸青霉是能够分泌完全纤维素酶系的丝状真菌,经过多轮诱变得到的高产菌株JU-A10-T已应用于工业生产多年。研究草酸青霉纤维素酶调控机制,提高木质纤维素等可再生资源的有效利用,对促进人类经济社会的可持续发展具有重要意义。然而,经过诱变筛选得到的纤维素酶高产菌株往往伴随分生孢子形成能力的的大幅下降。因此,将丝状真菌分生孢子产生和纤维素酶合成调控结合研究,将为进一步扩大高产菌株工业应用提供理论指导。本论文的主要研究结果如下：1.全局性调控因子LaeA调控孢子发生和纤维素酶表达的初步研究LaeA是丝状真菌中高度保守的全局性调控因子,对初级代谢、次级代谢及无性发育均有重要的调控作用。草酸青霉laeA基因缺失后,在以葡萄糖、乳糖、甘油和微晶纤维素为唯一碳源表型平板上产孢能力显著下降,表明LaeA具有调控分生孢子产生的作用。双敲菌株ΔlaeAΔcreA,几乎不产分生孢子,表明纤维素酶合成的全局性调控因子CreA同样是分生孢子产生的关键调控因子。LaeA敲除株在以微晶纤维素和麸皮为碳源培养时,在发酵前期,纤维素酶降解活力呈上升趋势,在发酵中后期,纤维素酶降解活力迅速下降,表明LaeA对纤维素酶的合成具有复杂的调控作用。主要纤维素酶基因转录水平表达量与酶活曲线一致,显示LaeA对纤维素酶合成调控主要发生在转录水平。在laeA缺失菌株中进一步构建的双敲菌株ΔlaeA ΔcreA\过表达菌株AlaeA-PgpdA::clrB和AlaeA-PgpdA::xlnR,酶活曲线与laeA单缺失菌株一致,发酵前期,纤维素酶降解活力呈上升趋势,在发酵中后期,纤维素酶降解活力迅速下降。结果表明,LaeA是草酸青霉纤维素酶基因表达合成后期所必需的。在草酸青霉野牛型菌株114-2和高产突变株JU-A10-T中过表达laeA,发现纤维素酶酶活略有下降。2.LaeA介导BrIA调控孢子发生和纤维素酶表达的功能研究在草酸青霉laeA缺失菌株中,孢子发生关键调控因子brlA基因几近沉默。BrIA的缺失阻碍了菌丝末端帚状分支的形成,无分生孢子的生成,菌丝分支增加,菌落由绿色变为白色。BrlA的缺失引起主要糖苷水解酶水平的上升,发酵第三天滤纸酶活比野生型提高了89.1%。胞外蛋白SDS-PAGE分析表明：brlA基因的缺失引起纤维素降解酶和淀粉酶蛋白的显著表达,以及多种胞外蛋白表达的上调。荧光定量PCR的结果同样支持了上述结果。序列分析发现纤维素酶基因启动子区大多含有假定的BrlA结合位点,表明BrlA是纤维素酶表达的负转录调控因子。由于多轮诱变后JU-A10-T基因组和转录组等发生很大变化,过表达BrlA在基本不影响酶活的前提下,将产孢能力提高了3.4倍,这将为高产菌株工业生产应用提供指导。综合分析表明LaeA调控孢子发生和纤维素酶表达部分路径是通过介导BrlA实现的。为获得直接的实验证据,成功运用TAP技术拉取了草酸青霉LaeA和BrlA目的蛋白,将为解析其功能提供扎实的基础。