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捕食线虫模式真菌少孢节丛孢(Arthrobotrys oligospora)可以产生一类特有的参与调控其真菌形态的杂合生源信号小分子化合物——少孢素类化合物(Arthrosporols),该类化合物结构包含一个环己醇类片段和一个六元环的倍半萜骨架,其生物合成可能涉及到聚酮类合成酶(Polyketide synthase, PKS)、萜类合成酶(Terpene synthases, TPS)、转移酶、脱氢酶、羟化酶、异构酶的共同参与。通过生物信息学分析和类似结构化合物生物合成基因比对,在A. oligospora基因组筛选了14个可能参与少孢素类化合物生物合成的基因,分别是AOL_s00080g121(TPS),AOL_s00215g22(P450),AOL_s00215g259 (2-polyprenyl-6-methoxyphenol hydroxylase),AOL_s00215g274(Dehydrogenase), AOL_s00215g275(Hypothetical protein),AOL_s00215g276 (Polyprenyltransferase), AOL_s00215g277(Isomerase), AOL_s00215g278 (P450), AOL_s00215g279 (Dehydrogenase), AOL_s00215g280 (P450), AOL_s00215g281 (Amidohydrolase), AOL_s00215g282 (P450), AOL_s00215g283 (PKS), AOL_s00215g926 (PKS)。本文以这14个基因作为研究目标,通过基因敲除技术和突变菌株与野生型的表型差异和代谢图谱分析比较,探究这些生物合成基因在合成少孢素类化合物过程中的作用以及对真菌生长和捕食过程中的生物功能。主要实验结果：1、通过in-Fusion连接介导方法构建了15个基因的敲除质粒载体,并运用CaCl2-PEG介导的转化方法,对少孢节从孢原生质体进行了转化和转化子验证,得到14个基因的突变菌株,同时还构建了一个AOL_s00215g277-283的大片段敲除的突变菌株。2、应用HPLC和GC-MS检测方法,对14株突变菌和野生型发酵液粗提物乙酸乙酯部进行了检测分析,以少孢素A为标准品进行比对,发现10个基因215g274,215g2-6, 215g277,215g278,215g279,215g280,215g281,215g282,215g283,215g926的敲除突变菌发酵液中均未检测到少孢素A,而在三株敲除突变菌株中仍然检测到少孢素,说明215g基因簇上的274,276,277,278,279,280,281,282,283,926这10个基因都参与了少孢素类化合物的生物合成,而这个簇上的22和275以及另一个簇上的TPS基因80g121并没有参与少孢素的生物合成。可以确定少孢素类化合物的生物合成基因簇位于AOL_s00215g上。3、通过对基因215g281、215g282、215g276敲除突变菌中特有峰与标准品比对,分别获得的化合物为6-methylsalicylic acid、m-cresol、toluquinol,通过进一步的分离和鉴定,确定了这三个化合物为少孢素生物合成途径中的三个中间产物。由此确定了少孢素生物合成的前面的四步反应为分别为,第一步是通过基因215g283的作用合成6甲基水杨酸,第二步通过基因215g281的脱羧作用生成m-cresol,第三步通过基因215g282的加羟基作用生成Toluquinol,第四步再通过基因215g276的作用生成下一个产物,产物结构有待分离鉴定。4、对三株突变菌△80g121,△215g22,△215g283在菌丝形态,菌丝生长速率,产孢量,孢子萌发率,三维菌网数量,捕食线虫能力方面进行了观察实验。80g121,215g22突变菌株在这几个方面与野生型均没有显著差别,215g283突变菌株在产三维菌网数目和捕食线虫能力上比野生型都有显著的提高,分别提高了10倍和2倍。5、对△215g22、△215g283突变菌株和野生型菌株发酵菌丝体进行RNA-Seq测序并分析表明,△215g22突变菌株和野生型相比,下调的基因共有30个,上调的基因共有17个。△215g283突变菌株和野生型相比,下调的基因共有187个,上调的基因共有147个,其中基因215g283的敲除引起了引起了基因215g274,215g276,215g277,215g278, 215g279,215g280,215g282的表达上调,这些基因都是参与少孢素生物合成的相关基因；还引起了215g286表达基因的下调,该基因位于283的上游,很有可能是参与少孢素类生物合成基因簇的调控作用。本文的创新点1、共获得15个生物合成基因的敲除菌株,通过基因敲除实验和代谢图谱分析比较,鉴定了参与少孢素类化合物生物合成的基因簇215g,发现了该基因簇上的283、281、282、276基因分别参与少孢素生物合成途径中前四步反应,结果表明PKS和TPS杂合的过程很有可能是在Toluquinol上直接加上法尼基。2、发现生物合成基因2.15g283敲除不仅引起了少孢节丛孢代谢产物的大量减少,而且还促进了产三维菌网数目和捕捉线虫能力的显著提高。3、对两个PKS基因215g283和215g926的敲除验证,发现两个PKS基因都参与了少孢素类化合物的生物合成,215g283参与的是6-甲基水杨酸的合成,而215g926的功能未知。