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寡孢节丛孢（Arthrobotrys oligospora）是研究捕食线虫真菌和线虫相互作用的模式菌株。本研究以该菌株的基因组为出发点，分析了寡孢节丛孢基因组中几丁质酶的氨基酸序列，并对其分子量、等电点和功能结构域等进行了预测。同时，还对不同真菌来源的几丁质酶的系统进化关系进行了分析。此外，通过对寡孢节丛孢菌丝进行不同条件的诱导，运用Real-Time PCR的方法检测几丁质酶编码基因在转录水平表达量的变化，推测几丁质酶编码基因在寡孢节丛孢生长发育和致病过程中可能发挥的功能，研究结果为揭示寡孢节丛孢侵染线虫的分子机制奠定基础。
主要研究结果为:
1.寡孢节丛孢基因组中几丁质酶的性质和系统发育分析
寡孢节丛孢基因组中存在16个假定的几丁质酶编码基因。通过InterProScan等软件预测，16个几丁质酶均为糖基水解酶18(GH18)家族，其中4个为Ⅲ亚家族成员，12个为Ⅴ亚家族成员，没有GH19和20家族的成员。除了AOL_s00076g483、AOL_s00091g31、AOL_s00140g14和AOL_s00215g801以外，其余的12种几丁质酶都含有信号肽。功能结构域分析发现，几丁质酶AOL_s00079g59、AOL_s00006g486和AOL_s00080g342含有LysM(Lysin motif)功能结构域;AOL_s00004g406、AOL_s00006g486、AOL_s00006g576和AOL_s00080g427含有跨膜区; AOL_s00004g406、 AOL_s00006g486、AOL_s00006g492、AOL_s00006g576、AOL_s00080g342、AOL_s00080g427和AOL_s00010g223含有typeⅠ Chitin-binding结构域。
系统聚类分析发现，寡孢节丛孢基因组中的几丁质酶聚类形成4个分支，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ。GroupⅠ和Ⅱ都是GH18家族中ClassⅢ亚家族成员。GroupⅢ和Ⅳ是classⅤ亚家族成员。GroupⅠ中，包含一个寡孢节丛孢几丁质酶AOL_s00079g59，该几丁质酶可能与寡孢的菌丝自溶及侵染功能有关。GroupⅡ中，包含了Clade C-Ⅰ和Clade C-Ⅱ两个亚枝。在Clade C-Ⅰ亚枝中，AOL_s00076g483无信号肽，Clade C-Ⅱ中的几丁质酶都有信号肽。GroupⅡ的几丁质酶均不含几丁质结合区域、LysM及跨膜结构域。推测这个分支上的几丁质酶可能与寡孢节丛孢的致病性相关。
GroupⅢ与Ⅳ的寡孢节丛孢几丁质蛋白都属于GH18家族的ClassⅤ亚家族成员。GroupⅢ包括AOL_s00006g486和AOL_s00080g342，二者具有一个LysM(Lysine motif)结构域，推测该枝上的几丁质酶与外源几丁质的降解有较大关系。GroupⅣ包括Ⅳ-A及Ⅳ-B两个亚枝，根据聚类结果推测Ⅳ-A亚支的几丁质酶可能是一些较为灵活，可以发挥不同功能，在真菌生长中起了关键作用;Ⅳ-B亚支的几丁质酶可能在寡孢节丛孢的重寄生及侵染线虫卵的过程中发挥重要作用。
2.寡孢节丛孢基因组中几丁质酶基因的表达分析
利用Real-Time PCR的方法，以寡孢节丛孢经不同条件诱导和没有诱导的菌丝为材料，提取总RNA，通过逆转录合成第一链cDNA，并用该cDNA作为模板，对寡孢节丛孢中的几丁质酶基因的表达进行定量分析。在定量的过程中，我们放弃了表达量较低或不表达的7个几丁质酶基因。在不同的碳氮源诱导过程中，高浓度的葡萄糖(Glucose)和N-乙酰葡萄糖胺（N-acetylglucosamine，NAG）抑制了几丁质酶基因的表达，碳源饥饿时，几丁质酶基因AOL_s00075g190和AOL_s00076g483表达量升高，可能是由于菌丝需要一定能源来满足自身需要，故通过分泌一些几丁质酶来裂解自身菌丝从而获取能源。胶状几丁质(Colloidalchitin)为唯一碳源时，几丁质酶基因AOL_s00079g59和AOL_s00075g190的表达量升高;而病原真菌细胞壁(Cell wall)为唯一碳源时，AOL_s00079g59、AOL_s00215g801和AOL_s00210g229的表达量升高，说明它们可能参与寡孢节丛孢侵染宿主如线虫卵或对病原真菌的重寄生过程;在共培养过程中，几丁质酶AOL_s00215g801和AOL_s00075g190基因的表达量明显升高，说明了这些几丁质酶可能参与对病原真菌的侵染或防御。
本论文的创新性主要体现为:
1)对寡孢节丛孢基因组中几丁质酶的性质进行了全面分析，并结合其他真菌的几丁质酶进行系统进化分析，对寡孢节丛孢几丁质酶的功能进行预测。
2)使用Real-Time PCR的方法，对寡孢节丛孢几丁质酶基因在不同诱导条件下的表达量进行分析，推测它们可能的功能，为进一步研究寡孢节丛孢几丁质酶的功能和侵染机制提供了理论依据。