类黄酮是植物中最重要的次生代谢产物之一,它们参与植物色素的合成、生长发育以及植物与环境的互作。类黄酮还因为具有抗肿瘤、抗氧化、抗衰老等生物活性,而被广泛地应用于食品、制药和营养行业。暴马桑黄（Sanghuangporus baumii）是一种珍贵的药用蘑菇,有两千多年的药用历史。现代研究表明,暴马桑黄中的类黄酮、三萜、多糖等活性成分具有良好的抗肿瘤、抗氧化、抗炎等效果。然而,暴马桑黄乃至所有大型真菌的基因组中都缺少大部分与类黄酮合成途径相关的基因;而从子实体中分离鉴定出的类黄酮成分则无法排除暴马桑黄从培养基中富集类黄酮的干扰,因此关于暴马桑黄能否合成类黄酮一直存在疑问。本研究利用靶向代谢组和转录组技术证明了暴马桑黄能够合成类黄酮,并解析了暴马桑黄中的类黄酮合成途径。主要研究结果如下:（1）通过对暴马桑黄菌丝培养特性的研究,设计出一种合成培养基。从合成培养基培养的暴马桑黄菌丝中检测出81种类黄酮,其中包括25种黄酮、23种黄酮醇、10种黄烷醇、8种异黄酮、5种黄烷酮、4种二氢黄酮醇、3种原花青素、2种查耳酮和1种异黄烷酮;类黄酮种类与植物类黄酮合成途径中的一致。由于合成培养基不含类黄酮,因此可以得出暴马桑黄能够合成类黄酮的结论。（2）采用9种培养方式诱导暴马桑黄的类黄酮合成,发现曝气能够显著提高菌丝中的类黄酮含量。用靶向代谢组和转录组技术分析了不同曝气时间的暴马桑黄菌丝。靶向代谢组数据表明,9种类黄酮在曝气诱导后含量显著上调,其中3-O-乙酰短叶松黄烷酮、山奈酚-3-O-（6’’-O-乙酰）葡萄糖苷、染料木素-7-O-半乳糖苷的相对含量分别提高了48333.33倍、14233.33倍、12488.89倍。转录组数据表明,曝气诱导了暴马桑黄次生代谢产物的合成。然而,转录组中只找到4个与类黄酮生物合成途径相关的基因,其中3个为差异表达基因,大部分途径中的基因依然缺失。（3）克隆、分析了类黄酮生物合成途径中的3个差异表达基因:苯丙氨酸解氨酶基因（PAL,Phenylalanine ammonia lyase gene）、4-香豆酰-Co A连接酶基因（4-coumaroyl Co A ligase gene）、异黄酮还原酶基因（isoflavone reductase gene）。结果表明这些基因编码的蛋白均具有各自的保守结构域,但蛋白序列与植物中的序列差异较大。以大肠杆菌为宿主对3个基因进行了原核表达和蛋白纯化,并设计实验证明了关键基因PAL表达的蛋白具有苯丙氨酸解氨酶的催化功能。（4）建立了PEG介导的暴马桑黄遗传转化体系,并通过转化实验成功地获得了过表达PAL的转基因菌株。转基因菌株中PAL转录水平上调,伴随着菌丝中PAL酶活性的增加,并使类黄酮含量提高了48.85%（14.12 mg/g）。综上所述,暴马桑黄能够合成81种类黄酮,并且类黄酮合成途径与植物中的不同,途径中缺失的基因可能由亲缘关系较远的超家族基因所替代。PAL在类黄酮合成途径中起到重要的调控作用,在暴马桑黄中过表达PAL能够显著增加PAL基因的转录水平和PAL酶活,并增加终产物类黄酮的积累。