在仓储生态系统中,烟叶很容易受到霉菌的污染而霉变或腐烂,造成重大经济损失,还会因霉菌分泌的毒素和孢子的扩散威胁到人类健康和环境安全。烟叶霉变的发生受到烟叶-烟叶微生物组-霉菌-环境四者生态关系的制约,尽管前人对此进行了大量研究,但与霉变烟叶相关的微生物群落特征及霉变发生的致霉机制还尚未清楚。论文以仓储霉变烟叶为研究材料,通过高通量测序分析霉变烟叶微生物群落多样性、组成及网络结构特征,并结合气候因子和理化因子分析烟叶霉菌群落的分布模式及影响因子;通过对烟叶加工过程中霉菌群落结构的分析,探究烟叶霉菌的来源,结合优势霉菌生长特性和致霉能力的研究,揭示霉菌致霉条件和致霉特性;通过室内控制实验模拟烟叶霉变过程,整合扩增子测序和宏基因组测序结果,并结合理化因子数据,分析霉变过程中霉菌群落的演替和构建机制;通过LC-MS非靶向代谢组学技术对自然仓储霉变和人工模拟霉变烟叶的代谢轮廓进行表征,并结合微生物组学数据进一步揭示烟叶霉变机制。主要结果如下:1)霉变烟叶微生物群落以中温嗜旱真菌为优势菌群,其多样性和丰富度较低,且网络结构不稳定。烟叶微生物主要由细菌、真菌、古菌和病毒组成,在正常烟叶中细菌占绝对优势（丰度>90%）,在霉变烟叶中,真菌占主导地位（丰度>83%）。与正常烟叶相比,霉变烟叶中总微生物多样性显著降低（这主要是由真菌多样性降低引起的）,而细菌多样性变化不显著。霉变烟叶真菌群落由丰富类群调控,曲霉属（Aspergillus）、耐干霉菌属（Xeromyces）和节担菌属（Wallemia）等腐生真菌为主要优势菌群。曲霉属和耐干霉菌属拥有较强的致霉能力,其中,双孢耐干霉菌（Xeromyces bisporus）、多育曲霉（Aspergillus proliferans）、假灰绿曲霉（A.pseudoglaucus）、赤曲霉（A.ruber）、黑曲霉（A.niger）、黄曲霉（A.flavus）是主要致霉真菌,它们的最适生长温度为20-35℃,适宜生长的水活度为0.656-0.975。霉菌群落分布具有高度环境异质性,其中温度和湿度是影响霉菌群落分布的关键因素（p<0.05）。生态网络分析表明健康烟叶真菌网络由稀有类群主导,而霉变后的真菌网络由丰富类群和中间类群主导,它们与稀有类群显著负相关（p<0.05）。霉变烟叶由于缺失核心功能菌群而致使其霉菌网络结构稳定性、连通性及复杂性显著降低。2)采摘后污染是仓储烟叶霉菌的主要来源。仓储烟叶微生物中约有50%的菌群属于来自绿色烟叶的“田间真菌”,而剩余菌群大多为采后加工环境富集而来的干旱和半干旱类“储藏真菌”。曲霉属、耐干霉菌属和节担菌属等优势霉菌在初烤后至复烤前显著富集,表明初烤结束至复烤前这段时间是致霉真菌侵染的主要窗口期。3)环境选择和营养（碳源）竞争是烟叶真菌群落演替和组装的重要驱动力。在烟叶霉变过程中,变形菌门（Proteobacteria）、毛霉菌门（Mucoromycota）逐渐减少,而子囊菌门（Ascomycota）和厚壁菌门（Firmicutes）逐渐增加。在真菌群落内,由子囊菌门的座囊菌纲（Dothideomycetes）、粪壳菌纲（Sordariomycetes）及担子菌门（Basidiomycota）的银耳纲（Tremellomycetes）、囊担子菌纲（Cystobasidiomycetes）等优势菌群向担子菌门的微球黑粉菌纲（Microbotryomycetes）、毛霉菌门的毛霉菌纲（Mucoromycetes）等功能群演变,随后向子囊菌门的散囊菌纲（Eurotiomycetes）演替。在干燥环境下,烟叶霉菌群落组装为随机化过程,但随温湿度的升高,确定性过程在霉菌群落组装过程中的影响力逐渐递增,p H、含水量、总有机碳、温度、湿度等是影响霉菌群落组装的重要因素。烟叶微生物之间相互作用密切,其中域内以互惠互利作用为主,域间以竞争互斥作用为主;霉变烟叶中微生物生态位宽度明显大于健康烟叶,表明营养竞争作用是霉变烟叶微生物群落重组的重要驱动力之一。在霉变过程中参与有机质和碳降解的功能基因（如GH31、GH51和amy A）在霉变烟叶中显著富集,而参与氮循环、磷循环的功能基因在霉变烟叶中表达受到抑制,表明霉变微生物以降解含碳化合物而获取竞争优势。4)微生物代谢是烟叶霉变的重要驱动之一。微生物作用与代谢物的降解和形成相关联,霉变微生物促进了烟叶酚类、吲哚类、苯及衍生物、羧酸等化合物的形成,及黄酮类、氨基酸、脂肪酸、碳水化合物、甘油磷脂等化合物的降解。其中,半乳糖醇、吲哚乙酸、熊果苷、五倍子酸等21种代谢物在霉变烟叶中显著富集,而蔗糖、苯丙氨酸、氨基乳糖甘等15种代谢物含量在霉变烟叶中显著降低,表明它们也许可以作为判别霉变烟叶的有效指标。宏基因组学和代谢组学联合分析表明,碳水化合物代谢和氨基酸代谢是烟叶生态系统中主要代谢功能,其中霉变微生物主要通过色氨酸代谢、络氨酸代谢、氨基苯甲酸酯降解、甲苯降解等代谢功能途径促使烟叶霉变,其中色氨酸代谢作用最显著。综上结果表明,烟叶霉变也许是在适宜的温湿度条件下,由一种或少数几种环境适应性强的优势真菌通过快速生长和繁殖,在相互作用中竞争稀有类群的生态位和资源;并通过相关代谢途径降解和转移烟叶化合物,改变烟叶理化及微生态环境,最终导致烟叶生态系统失衡的自然现象。