烟曲霉是一种环境中普遍存在的腐生性的条件致病菌,多种因素调节其对宿主的致病性。在进化过程中,烟曲霉形成了一套复杂的系统去适应不同的宿主生态位,逃避宿主的免疫防御。烟曲霉的部分代谢产物在这套系统中发挥着重要功能。因此,理解烟曲霉重要代谢产物的调控途径对于阐明该病原菌的致病性至关重要。甘油代谢途径作为烟曲霉的代谢途径之一,在烟曲霉的生长等方面发挥着重要作用。甘油激酶(Glycerol kinase,GK)作为甘油代谢途径中的一个重要的酶,广泛存在于真核生物中,是细胞内同化甘油的限速酶,能够催化甘油磷酸化生成3-磷酸甘油(glycerol-3-phosphate,G3P)。在一些致病真菌或者细菌中,GK影响它们的致病性。GK在生物体内参与碳源利用,可以促进环境中的碳循环。此外,GK还涉及工业方面的应用,可以参与产生多种工业原料。曲霉是自然界中碳循环的重要参与者,而且很多曲霉是工业生产菌株。但是目前在曲霉上对GK的研究少之又少。在曲霉中研究GK,可以弥补GK在曲霉上应用、致病性及碳源利用等方面的空缺,这对有效开发曲霉资源和预防曲霉病具有重要意义。本文对烟曲霉中的GK的功能进行深入研究,揭示其对烟曲霉多方面的影响,为预防曲霉病和相关应用提供线索。实验室前期发现预测的甘油激酶基因glc A的缺失会导致烟曲霉在甘油培养基中无法生长。本研究在此基础上通过生物信息学的方法比对得到了烟曲霉中另一个甘油激酶基因glc B。对这两个基因进行敲除,分析敲除菌对碳源利用的影响,发现缺失glc A导致烟曲霉无法在甘油培养基中生长,而缺失glc B对烟曲霉无影响。Western blot实验和荧光显微镜观察,Glc A在甘油培养基中丰量表达。此外,对敲除菌进行GK酶活和G3P含量的测定,glc A的缺失导致烟曲霉胞内的GK酶活和G3P含量下降。同时,使用glc A的启动子调控Glc B的表达,可部分恢复glc A缺失菌株在甘油培养基中的生长缺陷表型。这些说明glc A的启动子可以感知甘油,从而启动Glc A的表达,对烟曲霉利用甘油至关重要。以Glc A作为对象,研究GK在烟曲霉中其他方面的功能。通过不同的压力测试分析,glc A的缺失和过表达对氧化压力有反应。在外界存在氧化压力的时候,Glc A的表达量、GK的总酶活以及胞内的G3P含量均呈现上升的趋势。此外,流式细胞仪测定线粒体膜电位发现glc A的缺失导致菌株的线粒体膜电位下降。胞内ROS含量的测定发现glc A缺失菌中ROS升高。这些说明在glc A缺失菌中,细胞内部分抗氧化系统异常,这可能是glc A缺失导致其对氧化压力敏感的原因。在烟曲霉中,gfd A基因是编码细胞质中的甘油三磷酸脱氢酶(glycerol-3-phosphate dehydrogenase,GPDH),它可以将磷酸二羟丙酮(dihydroxyacetone phosphate,DHAP)还原生成G3P。在野生型菌株和glc A缺失菌中过表达gfd A,然后进行胞内G3P含量测定发现过表达gfd A可以增加胞内G3P含量。随后,进行氧化耐受性分析发现,过表达gfd A可以增加菌株对氧化压力的耐受性,这表明G3P的产生可以参与抵抗氧化应激。GK参与烟曲霉的物质代谢和能量代谢,且响应对外界的氧化胁迫。对碳源利用和对氧化压力的耐受性都是烟曲霉侵入宿主之后所必备的能力。以大蜡螟幼虫为烟曲霉侵染对象,在整体动物的情况下,glc A的缺失降低了烟曲霉在大蜡螟幼虫中的毒力。上述研究阐述了在烟曲霉中调控G3P产生的Glc A参与抵抗氧化应激和影响烟曲霉的毒力,加深了我们对烟曲霉的认识,对预防曲霉病和进行相关治疗具有重要的意义。