细脚虫草是一种分布于世界的虫生真菌,由于其具有改善睡眠和抗抑郁的药用价值、抗炎抗菌及有效消除体内自由基的特性,韩国出版的《韩国食品公典》将细脚虫草列为可用食品原料。目前对细脚虫草的化学活性成分、药理药效方已取得一定研究成果;但有关细脚虫草基因组信息却缺乏系统认识,其遗传多样性和进化研究相对较少。因此,本研究致力于研究细脚虫草全基因组,挖掘其潜在功能基因,组装线粒体基因组构建其线粒体基因组进化树,验证其分类地位;基于56株细脚虫草全基因组重测序序列,探究其群体遗传结构及其种内分化关系,主要获得以下研究结果:经二代测序平台测序,细脚虫草基因组共得到4,808 Mb的有效数据,组装后共含 384 个 contigs 和 285 个 scaffolds,N50 值为 172,867bp,基因组大小为 30.06 Mb。细脚虫草基因组中共有2,131个散在重复序列,8,808条串联重复序列,预测得到7,854个蛋白编码基因及133条非编码RNA序列。KEGG和GO数据库中,较多蛋白编码序列富集到与转运、调控、催化活性和代谢过程以及细胞过程相关功能及有关神经退行性疾病相关编码蛋白,特别是线粒体中的生物代谢相关酶类。在癌症代谢相关通路中,注释到谷胱甘肽巯基转移酶相关编码基因,说明其基因组中可能含有一定的抗癌分子化合物。同时,几类超氧化物歧化酶的蛋白编码基因的发现,也在基因水平证实细脚虫草的抗氧化功能。细脚虫草作为虫生真菌,其中也不乏编码与宿主活动相关蛋白,其中减毒蛋白、致病蛋白和几丁质酶在细脚虫草入侵和适应宿主体内环境起到调控作用。细脚虫草基因组共注释到31个次级代谢产物基因簇,其非核糖体多肽合成酶所含数量高于冬虫夏草与蛹虫草;通过基因组数据比较,细脚虫草所含的糖苷水解酶的数量比冬虫夏草、蛹虫草、蝉花、广东虫草所含数量多。综上,细脚虫草可能含有较多的潜在基因功能需要开发和利用。对细脚虫草分歧时间估算可知其分化与21.4百万年前,处中新世时期,气候条件变化激烈。基于全基因组数据挖掘,细脚虫草线粒体基因组全长31,386 bp,共注释的得到14个蛋白编码基因,22个转运RNA基因和2个核糖体rRNA基因,所含的核糖体S3蛋白为分析细脚虫草分类学地位提供新的基因标记。以丛赤壳科为外类群,综合肉座菌科、线虫草科、麦角菌科、虫草菌科共26个物种的线粒体基因组构建细脚虫草线粒体基因组系统发育树据各科共分为5大支,其中细脚虫草位于虫草菌科虫草属,这与相关核基因研究其分类地位相吻合。来自云南、越南、泰国的56株细脚虫草群体基因组重测序共得到172,841 Mb的有效数据总量,以菌株(LUFF00000000.1)作为参考序列,统计其变异信息情况,其中泰国菌株含有SNP、InDel相对数量较多;越南菌株SV变异相对数量较多。56株细脚虫草基于SNP位点构建系统发育树,揭示其具有明显的地域聚集性特征的群体结构;群体遗传结构分析发现细脚虫草个体可能来源于5个祖先基因,各谱系分支间存在一定的基因交流情况。综上,本文对细脚虫草基因组信息进行初步分析和挖掘,明确了有关蛋白编码基因的组成,为后期研究基因代谢和相关药用价值的开发提供基因组学基础;其次,通过线粒体基因组系统发育树验证了其分类地位,为开发新的基因分类标记提供数据支持;最后,通过群体基因组学研究,分析其群体遗传变异式样和进化规律,为群体的进化历史动态研究奠定基础。