在胆汁酸类化合物中，熊去氧胆酸（UDCA）具有抗菌、抗病毒、抗寄生虫、抗变态反应及良好的抗肿瘤活性，同时副作用小。UDCA除了直接从熊胆汁中获取外，主要通过具有相同母核的鹅去氧胆酸（CDCA）和胆酸（CA）经过化学反应、酶发和化学-生物酶催化级联反应转化制备，这就使存在于禽畜胆汁中的CDCA和CA得到了有效利用。而存在于牛、猪、兔等胆汁中的石胆酸（LCA），尚未找到可行的利用途径。由于LCA的毒性作用，直接废弃将对环境造成不可预计的危害。现有少量研究表明部分真菌可以将LCA生物转化成UDCA，为了解其转化途径，有必要开展进一步的研究，为应用奠定基础。
　　因此，本文以玉米赤霉菌为研究对象，应用转录组测序技术分析了LCA诱导下玉米赤霉菌的差异表达基因，进一步依据差异表达基因分析及实验研究，预测了玉米赤霉菌将LCA转化成UDCA的途径。利用线上数据库分析和NCBI数据库检索方法筛选出了一系列表达上调的且与LCA转化相关的功能基因，并应用qRT-PCR验证了其中8个候选羟化基因，其在LCA诱导下表达量显著上调，为进一步条件优化奠定了基础。同时，以差异基因的表达量和UDCA的生成率为评价指标，研究建立了玉米赤霉菌转化LCA生成UDCA的工艺条件。
　　主要研究内容和结果如下：
　　①玉米赤霉菌转化LCA生成UDCA的功能验证。根据文献报道方法成功培养了玉米赤霉菌并用于转化LCA，经薄层色谱法初步验证该玉米赤霉菌具有转化LCA生成UDCA的功能，其中LCA的Rf值为0.676，UDCA的Rf值为0.294；同时超高效液相色谱-质谱联用法检测证实转化产物中有UDCA的生成。采用层析柱分离转化产物，经薄层色谱法定性检测为UDCA。核磁数据表明分离产物与UDCA标准品图谱一致，证实该玉米赤霉菌具有转化LCA生成UDCA的功能。
　　②应用转录组测序技术研究了LCA诱导下玉米赤霉菌差异表达基因。对空白组和实验组进行转录组分析，转录组测序结果显示6个文库共获得299125576个reads，每个样本的测序错误率较低，说明该转录组测序准确度高，测序结果可靠，可以用于进一步分析。根据基因表达的FPKM值，得到差异表达基因，共得到1364个差异表达基因（p-adjust＜0.05＆|log2FC|≥2），其中770个上调基因和594个下调基因。并用DIAMOND等软件将转录组数据与NR、Swiss-Prot、Pfam、EggNOG、GO、KEGG六大数据库比对，GO功能注释和富集分析结果显示，其中参与分子过程、催化活性和代谢过程富集的差异基因显示最多；根据KEGG功能注释和富集分析结果显示注释功能最多的是代谢，其中富集最为显著的是亚麻酸代谢和不饱和脂肪酸代谢，这些转录组分析的结果为预测转化途径和条件的优化奠定了基础。
　　③基于差异基因分析，依据产物鉴定结果和液质实验结果，推测了该玉米赤霉菌转化LCA的代谢途径。我们推测LCA先转化成CDCA再转化成UDCA，其中涉及到7α-OH、7α-HSDH和7β-HSDH基因。根据基因线上数据库分析和NCBI数据库检索分析，从转录组全基因中挖掘出具有相关功能的基因。采用DNAMAN软件对每类基因的氨基酸序列进行同源性分析，其同源性都在30%左右，其中筛选出来的7α-HSDH序列的同源性达到52.88%；然后采用MEME线上软件分析氨基酸保守序列的基序，其中候选羟化酶基因都含有P450酶系的保守序列F-XX-G-XXX-C-X-G，5个HSDHs都含有SDRs家族蛋白的保守序列T-XXXX-GIG和在145-165位左右的保守基序Ser-Tyr-Lys(S-Y-K)，表明了预测途径的合理性。进一步应用qRT-PCR对所候选羟化酶基因进行表达研究，结果显示LCA可以诱导它们的上调表达，与转录组测序分析结果一致，进一步表明这8个候选羟化酶基因可能在LCA转化UDCA的过程中起着重要的作用。
　　④以差异基因表达量和UDCA的生成率为指标，研究优化了玉米赤霉菌转化LCA生成UDCA的工艺条件。以差异基因的表达量为评价指标，优化了诱导转速、诱导温度、诱导剂用量和诱导时间，结果适宜的诱导条件为：诱导剂用量为0.12g/L、转速为100rpm/min、温度为35℃，诱导时间为4h。以UDCA的生成率为评价指标，优化了转化转速、转化温度和表面活性剂添加量，结果适宜的转化条件为：转化温度为30℃，转速为280rpm/min，表面活性剂添加浓度为0.2%，其中表面活性剂的加入可显著提高UDCA的生成率。