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真菌的次级代谢产物通过影响自身的发育以应付环境条件的改变,在维持真菌的生存中发挥重要作用。捕食线虫模式真菌少孢节丛孢(Arthrobotrys oligospora)可以产生一类特有的、能调控其形态的杂合生源信号小分子化合物——少孢素类化合物(Arthrosporols),该类化合物的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(Transferase)、脱氢酶(Dehydrogenase)、羟化酶(Hydroxylase)、异构酶(Isomerase)的参与。本实验室前期通过基因敲除的方法,得到了位于AOL_s00215g基因簇上参与少孢素类化合物合成的10个基因的突变菌株。本论文以AOL_s00215g基因簇上的一个预测具有多功能的基因AOL_s00215g277敲除的突变菌株作为研究对象,对突变菌株ΔAOL_s00215g277中的特有差异化合物进行分离纯化及结构鉴定,进而推测基因AOL_s00215g277在少孢素类化合物合成通路中的功能;且比较了突变菌株与野生型菌株表型的差异性,进一步解析基因AOL_s00215g277对捕食线虫真菌的生物功能和意义。主要结果和创新:1、对突变型菌株ΔAOL_s00215g277与野生型菌株的代谢HPLC图谱比较分析,发现突变菌株有3个差异特有峰,且峰面积都比较大,对这3个差异特有峰进行靶标分离纯化,得到化合物LX-1、LX-2、LX-3,结构解析鉴定其中LX-1与少孢素类化合物的杂合前体化合物Toluquinol与法尼基杂合的化合物骨架明显不同,是Toluquinol类与异戊稀基杂合的新骨架化合物。LX-2、LX-3不是少孢素类化合物生物合成途径的中间体或衍生物,为已知化合物:4-hydroxyphenethyl-2′-(S)-hydroxypropanoate,4-hydroxyphenethyl-2′-(R)-hydroxypropanoate。此外还分离得到1个新化合物LX-4以及4个已知化合物,分别为:2-(4-hydroxyphenyl)ethanol,Tyrosol,ethyl2-hydroxy-2-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)formate,2-hydroxy-3-(4-hydroxyphenyl)propionic acid methyl ester。2、比较了突变菌株ΔAOL_s00215g277与野生型菌株菌丝生长、菌丝形态、产孢量、孢子萌发率、捕器数量和捕食线虫能力的差异性。发现突变菌株ΔAOL_s00215g277的孢子萌发率比野生型菌株降低了9.1%-11.8%;但捕器生成数量和捕食线虫能力都显著提高,在6 h时,高了约1.7倍和1.6倍。研究结果发现基因AOL_s00215g277敲除会导致突变菌株不产生少孢素类化合物的生物合成途径中的重要杂合前体化合物Toluquinol与法尼基杂合的化合物骨架,而是产生一个Toluquinol与异戊稀基杂合的新骨架化合物,表明基因AOL_s00215g277参与该重要杂合前体化合物的法尼基部分的生物合成。根据前期研究和生物信息分析,基因AOL_s00215g277也可能参与了分离自突变菌株ΔAOL_s00215g276中Toluquinol的两个新的鼠李糖苷的生物合成,表明基因AOL_s00215g277可能具有参与不同衍生物生物合成的功能。结合以上分析,可以推测AOL_s00215g277编码的蛋白可能具有异戊稀基转移酶及异构酶的功能,即为一种多功能蛋白moonlighting protein。