天然产物在人类发展史上扮演着举足轻重的角色,其化学结构新颖,具有多样的生物活性。然而,由于抗生素的长期使用和不规范滥用,耐药细菌已经对公共卫生安全产生了严重的影响。微生物作为天然产物的主要生产者,是开发新药物以及新的药物先导分子的重要来源。微生物的来源广泛,从极地到沙漠到深海,皆分布着数量巨大的微生物种群。本论文对尚未获得广泛研究的古墓“远古”微生物为研究对象,开展了湖北随州枣树林曾侯宝墓葬土壤样品的微生物系统分离和鉴定,以及基因组挖掘（genome mining）、天然产物分离和生物合成等不同角度,对古墓微生物多样性和天然产物的多样性进行了较为系统的研究。本论文主要包含3个部分的研究内容,第一部分为微生物的分离纯化:通过平板划线法和稀释涂布平板法相结合的策略,共分离得到30株真菌,ITS序列测序分析后鉴定发现,共分离获得青霉属真菌11株,篮状菌属真菌6株,曲霉属真菌8株,蜡蚧菌属真菌2株,枝孢菌属真菌2株和木霉属真菌1株。通过蔗糖密度梯度离心法分离得到2株放线菌,经16S rDNA鉴定分别为诺卡氏菌属放线菌和假诺卡氏菌属放线菌。第二部分为次级代谢产物分离和鉴定:对分离得到的30株真菌和2株放线菌分别进行小规模发酵筛选,选择代谢产物丰富的篮状菌属Talaromyces variabilis.F34以大米为主要基质进行大规模发酵（32 L固体发酵）,培养物经乙酸乙酯萃取后减压浓缩,采用正向硅胶柱层析、羟丙基葡聚糖凝胶Sephadex LH-20、高压液相色谱等色谱技术对发酵产物进行分离纯化,分离鉴定了 5个次级代谢产物,经NMR和高分辨质谱鉴定为kasanosin C,comazaphilone C,montagnuphilone A,skyrin,orsellinic acid。第三部分对F34的进行了基因组扫描和次级代谢产物生物合成基因簇的系统分析鉴定。菌株F34的全基因组草图由生工生物工程（上海）股份有限公司测序完成,将基因组序列通过antiSMASH对生物合成基因簇进行预测,发现该菌株次级代谢产物的生物合成基因簇丰富,潜在基因簇高达99个。针对本论文中分离得到的azaphilones类化合物的生物合成途径进行推导后,锁定可能合成该类化合物的两个核心PKS基因,并将其从F34基因组中克隆出来构建异源表达载体。获得了蒽醌类化合物skyrin合成过程中负责二聚化的细胞色素P450单加氧酶RugG,并以酵母为异源宿主开展了 RugG异源表达及微粒体功能验证。本论文的研究和探索,首先揭示了湖北随州枣树林曾侯宝墓葬“远古土壤”特殊生境中微生物的群落组成,发现该特境中真菌为潜在的优势微生物群体;其次,特境微生物菌株的获取,为寻找和发现新的生物活性化合物提供了重要的菌株和基因资源;第三,为真菌azaphilone类化合物生物合成途径解析和化合物skyrin的异源生物合成途径构建研究提供了数据基础。