真菌主要通过分生孢子繁殖,孢子通过例如水、空气等不同媒介进行散播。空气中的孢子水活度较低,因而对高温、低温、紫外线和应激源(如活性氧化物)有一定的抗性。孢子在接触到水、空气或者无机盐、氨基酸与发酵糖类时会打破休眠。环境条件通过 Ras/MAPK 和 cAMP/PKA 信号转导通路的受体表征。萌发被活化时,孢子内的海藻糖与甘露醇含量下降,最终生成甘油。生成甘油体现了糖酵解途径开始活跃。
孢子萌发的第一个形态上的特征是各向同性生长,也叫做“膨胀(sweling)”。在此过程中孢子摄取水分,其直径增大两倍以上,细胞质微粘度下降。此外,分子直接到达细胞皮质使得原生质膜和细胞壁得以形成。各向同性生长伴随着代谢活动,例如呼吸作用、DNA、RNA与蛋白质的合成。在这之后是极性生长,极性生长最终形成芽管。在极性生长时期,有关细胞形态的部分会被重定向到极化的位点。这些部分包括细胞骨架、囊泡转运系统、标记蛋白、信号通路与胞吞有关因子(例如 Rho GTP酶分子、极体、Arp2/3 复合物)。此外细胞质膜中的脂质组分被出现的甾醇改变。在之后的生长阶段,芽管的生长速度加快,菌丝尖端的功能性组织通过胞吞和胞吐获得了全部潜力并且出现顶体(Spitzenkörper)。通过分支和菌丝间融合最终形成菌丝体。
散囊菌目(例如 青霉菌属、曲霉属和拟青霉属)产生众多单细胞孢子大量散布在空气中。这些菌属与食物酸败有关并且可以产生大量霉菌毒素。它们也是条件致病菌。除此之外,这些菌种也是重要的细胞工厂。黑曲霉 (A.niger)的基因序列和全基因组微阵列可以被利用,这使得它称为真菌的模型系统。到目前为止,我们只对黑曲霉的无性繁殖有认识。孢子通过复杂的发育途径形成。在本研究中,我们将对黑曲霉孢子在休眠期和萌发阶段(即 各向同性生长之前)的转录组进行分析。数据表明休眠期孢子的转录组不同于其他萌发阶段。