CO_2是制约香菇工厂化高密度生产及设施化周年生产的重要环境影响因子,但香菇子实体对CO_2响应机制鲜有深入研究,当前的气体环境管控方式难以支撑香菇产业提档升级,亟待研究香菇集约化生产中气体环境对香菇品质及产量的影响,以支撑产IDN-6556体内业化生产中数字化管控转型。本文模仿设施栽培环境条件,研究不同CO_2浓度处理对香菇子实体形态建成的影响,利用形态学、生物化学的方法,研究不同CO_2浓度对香菇子实体形态建成及营养品质影响,利用转录组学和代谢组学联合分析方法,筛选了香菇菌盖及菌柄差异基因(DEGs)及差异代谢物,分析香菇子实体响应CO_2代谢通路,主要研究结果如下:1.高CO_2处理显著影响了香菇子实体形态建成,菌柄显著伸长,菌盖厚度显著降低,抑制菌盖扩展,与CK(1000μL·L~(-1))相比,各处理组菌柄分别提高了22%、33.48%、50.98%、60.71%;菌盖厚度降低了5.66%、7.96%、12.99%、25.84%。菌盖直径降低,菌盖厚度与菌柄长度呈显著负相关,CO_2浓度处理促进菌柄形态改变。高CO_2处理显著影响香菇子实体品质,降低产量,穿刺硬度、TPA硬度、咀嚼性、弹性均显著降低,菌盖颜色发黄;与CK相比,6000μL·L~(-1)CO_2浓度菌盖、菌柄中可溶性蛋白含量分别降低40.64%,48.13%,但部分氨基酸含量提高;菌盖和菌柄中多糖总量分别降低46.05%与44.73%;总干物质含量降低30.69%。2.菌盖和菌柄转录组分析表明,菌盖中1381个差异基因,上调基因689个,下E7080生产商调基因1005个,菌柄中1694个差异基因,上调基因678个,下调基因713个,菌盖菌柄中均显著表达差异基因612个。GO富集分析发现大部分的差异基因富集在新陈代谢、细胞过程、对刺激的响应、催化活性以及细胞膜和细胞器的形成过程中。KEGG富集分析发现,差异基因富集在核糖体、核苷酸切除修复和DNA复制等细胞周期相关通路、MAPK信号传导途径、ABC转运体与植物激素传导途径等环境信息响应和代谢途径,CO_2胁迫影响子实体的生命活动,DNA的复制、蛋白质的合成、细胞周期、激素或信号传导途径及代谢过程均受到影响。3.菌盖和菌柄代谢组分析表明,菌盖中差异代谢物121个,其中有机酸和衍生物47个,有机杂环化合物19个,脂类和类脂分子18个。菌柄中差异代谢物214个,其中有机酸和衍生物112个,脂类和类脂分子29个,有机杂环化合物27个。菌盖和菌柄中的差异代谢物均集中在代谢、氨基酸生物合成、ABC转运体和氨酰基-t RNA生物合成通路中。CO_2胁迫诱导了RNA的翻译、蛋白质及氨基酸的合成、促使膜上ABC转运体跨膜运输及次生代谢物的生成,通过渗透能力的调节,抵御逆境。4.通过转录与代谢联合分析,共筛选出MAPK信号通路及α-亚麻酸通路与CO_2信号响应与信号传导有关Gadolinium-based contrast medium,上调基因11个,下调基因3个。菌盖和菌柄中α-亚麻酸含量上调2-5倍,丙烷类物质下调2-3倍,CO_2环境胁迫与MAPK级联信号传导和茉莉酸传导关系密切,而编码OPCL1基因显著差异上调表达,诱导茉莉酸甲酯生物合成与信号转导途径基因表达,进而激活细胞分裂,导致细胞周期的增加。从氨基糖和核苷酸糖通路和半乳糖通路中筛选出细胞壁组分相关上调基因2个,下调基因2个,6个多糖相关差异代谢物均下调2-10倍,几丁质酶和半乳糖苷酶(α-Gal)基因上调表达,细胞壁中多糖组分与几丁质酶、纤维素酶和半乳糖苷酶呈显著负相关,其中几丁质酶和几丁质合酶与香菇子实体形态变化关系最为密切。高CO_2胁迫通过MAPK信号级联信号传导及茉莉酸的作用诱导细胞周期相关基因上调促进细胞分裂影响形态建成,通过激活水解酶降解细胞壁组分,影响细胞壁形态,导致子实体形态变化。