冠突散囊菌(Eurotiumcristatum)是茯砖茶发酵过程中的优势菌,是一种同宗结合菌,其无性型为冠突曲霉(Aspergilluscristatus)。研究发现冠突散囊菌的产孢受渗透压调控,它对产孢的调控方式与模式菌构巢曲霉不同,而同宗结合菌有性产孢的机制尚不清楚。因此,以冠突散囊菌为材料开展有性产孢功能基因和调控机制的研究对掌握同宗结合菌的有性产孢机制具有重要价值。本研究通过全基因组测序分析了产孢基因在基因组中的分布,利用转录组测序技术分析了渗透压对产孢基因和HOG途径组成基因表达量的影响,并用实时荧光定量PCR进行了验证,对表达差异显著的MAT基因进行了生物信息学分析,运用基因敲除技术进行了功能研究。同时,从基因组成、排列及表达情况对该菌的产毒基因簇进行了分析,利用HPLC技术进行了毒素检测,对该菌的产毒情况进行了评价。本论文具体结论如下:(1)冠突散囊菌的全基因组测序及分析以冠突散囊菌的菌丝体为材料提取基因组DNA,利用Illumina测序技术对该菌进行了全基因组测序,分析结果表明冠突散囊菌的基因组27.9Mb,有10,176个基因,GCI.68,基因密度2.98kb/个,基因编码区51.92%,编码区平均长度1,571bp,外显子2.98个/基因,外显子平均长度479bp。(2)冠突散囊菌MAT基因位点进化分析冠突散囊菌MAT基因位点的分析结果表明该菌的MAT基因位点与已报道的曲霉MAT基因位点不同,它们在进化方式上存在差异,冠突散囊菌的MAT基因位点支持同宗结合菌起源于异宗结合菌。(3)HOG途径的基因组成和表达情况分析冠突散囊菌HOG途径的分析结果显示除Sln1基因外,其它HOG途径的组成基因在该菌中都是保守的,它们在高渗和低渗条件下的表达差异不显著,这暗示冠突散囊菌有其它的机制去应对渗透压的变化。(4)毒素基因簇的共线性分析及毒素检测对已报道的6种毒素基因簇用Blastp和InParanoid进行共线性和同源性分析,结果表明冠突散囊菌中不存在产毒基因簇。同时,HPLC的毒素检测结果显示冠突散囊菌在高渗和低渗条件下是安全的。(5)不同渗透压下产孢基因表达量的转录组分析对冠突散囊菌的107个产孢相关基因进行了不同渗透压下的表达量分析,结果显示高渗透有利于无性发育而抑制有性发育,其中无性产孢基因2/3上调,而有性产孢基因4/5下调;同时根据分析结果获得了表达差异显著且与有性产孢密切相关的MAT基因。(6)MAT基因的生物信息学分析基于以上结果对MAT基因的核苷酸和氨基酸序列进行了分析,分析结果显示冠突散囊菌的MAT基因在序列和结构上是保守的,它支持MAT1-1-1起源于MAT1-2-1的结论。(7)RT-qPCR检测MAT基因在不同发育期的表达量以菌丝体时期为对照,检测了冠突散囊菌有性和无性时期MAT基因的表达量,结果显示它们在冠突散囊菌有性产孢时期表达量最高,其表达量在有性发育时期较均衡。(8)冠突散囊菌MAT基因的功能研究运用基因敲除技术研究了MAT基因在冠突散囊菌有性产孢进程中的功能,结果表明MAT基因在冠突散囊菌中的功能是调控该菌闭囊壳的形成数量与成熟,控制子囊和子囊孢子的形成,同时对菌丝体的营养生长可能有一定的调控作用,对无性发育和黑色渗出物的产生影响不明显。本研究首次报道了冠突散囊菌的全基因组测序结果,发现了一个新的交配型基因位点进化模式,对HOG途径的组成基因和表达量分析表明HOG途径没有在基因表达水平上对渗透压产生响应,产毒基因簇的分析和毒素的检测结果显示产毒基因的分布与毒素的形成没有必然联系,该菌在高渗和低渗条件下是安全的。其次,首次从转录组水平就渗透压对丝状真菌产孢方式的调控进行了分析,证明了渗透压对产孢方式的调控主要是通过调控产孢基因的表达量实现的;最后,MAT基因的功能研究表明,MAT基因在有性阶段具有调控闭囊壳形成数量与成熟度,控制子囊和子囊孢子的形成的功能,同时它对菌丝体的营养生长具有一定的抑制作用。