基因组改组是微生物育种的一门新技术，可以显著加速定向进化进程，在相对短时间内大大提高原核微生物的抗生素产量，已经显示出极强的育种效率。本论文首次探索了在两株丝状真菌，拟茎点霉Phomopsis sp.A123和瘤座孢Tuberculariasp.TF5菌株中运用基因组改组技术提高目标抗生素的产量。　　 拟茎点霉Phomopsis sp.A123菌株是本实验室从红树林植物秋茄叶片中分离的内生真菌，产生结构新颖的真菌环氧二烯类化合物-去乙酰基真菌环氧二烯(deacetyl mycoepoxydiene，DAM)。前期研究表明，DAM具有较强的细胞毒性，对Raji细胞株IC50为3.0μg/mL，对胃癌AGS细胞株IC50为1.0μg/mL，具有药用开发前景。但野生型A123菌株中DAM产量很低，仅0.8 mg/L左右。由于A123菌的遗传背景和DAM合成途径尚不明了，本文采用基因组改组手段开展了A123菌株的育种工作，显著提高了DAM的产量，解决这一抗肿瘤化合物后期开发瓶颈难题；并在理论上探讨了基因组改组技术在真核生物中的应用效果。　　 首先建立了DAM高产菌株“抗菌活性测定-TLC-HPLC”高通量筛选流程，将复杂的抗肿瘤活性筛选灵活地转变成方便的抗菌活性筛选。还通过Monte-Carlo计算机仿真模拟基因组改组的多亲本原生质体融合过程，得到参与融合改组亲本数选择8～10种最优的结论，为基因组改组育种亲本选择提供理论依据。　　 选择A123原生质体NTG与UV诱变的8个突变菌株M1-642，M1-770，M1-823，M2-037，M2-268，M2-274，M2-465和M2-819为基因组改组亲本，分别用30 W20 cm UV照射5 min、51℃加热5 min、30％乙醇30 min、250μg/mL制霉菌素30 min和0.5％碘乙酸30 min处理等方法灭活。然后将不同方法灭活的8种亲本原生质体等比例混合，40％的PEG6000静置处理15 min，诱导多亲本间原生质体融合和基因组改组。第一轮改组经“抗菌活性测定-TLC-HPLC”高通量筛选获得8个DAM高产菌株：G1-11(143.0 mg/L)、G1-55(86.0 mg/L)、G1-138(85.0mg/L)、G1-145(120.0 mg/L)、G1-146(89.0 mg/L)、G1-295(91.0 mg/L)、G1-313(137.0 mg/L)和G1-555(106.0 mg/L)，并以它们为亲本进行第二轮融合改组，得到DAM高产菌株：G2-119(195 mg/L)、G2-448(193 mg/L)、G2-866(180 mg/L)和G2-919(220 mg/L)，初步验证这一育种新技术在真核生物中应用的可行性。　　 通过HPLC和SSH差减文库分析，初步探讨了化学诱变和基因组改组提高A123菌株DAM产量的可能机制。建立了原始菌株A123与高产菌株G2-919的SSH差减文库，分析比较高产菌株的表达差异，主要表现在膜转运蛋白、信号传递与应激反应蛋白、以及转录与翻译过程的调控蛋白和核糖体蛋白等变化；通过比较分析原始出发菌株与各阶段高产菌株的产物HPLC图谱，猜测可能主要是通过代谢流优化提高了DAM产量。　　 瘤座孢Tubercularia sp.TF5菌株是本实验室从南方红豆杉(Taxus mairei)中分离的一株内生真菌，前期研究表明其产生抗肿瘤二萜类化合物紫杉醇(taxol)。经过实验室长期纯培养状态连续传代，以及完全脱离原宿主植物，现已丧失合成紫杉醇能力，各种方法均不能检测到它的产物中含有紫杉醇。　　 本文将TF5菌株原生质体诱变，获得M-741突变株。并选择TF5原生质体诱变菌株M-92、M-99、M-156、M-741、M-749、M-763、M-844和M-845为亲本，进行基因组改组，获得突变株G-444。这两个突变菌株都为黑色菌落，不形成子座，不产孢。通过生物活性测定、TLC与质谱分析、taxol敏感性实验，以及化合物分离，均未从TF5、M-741和G-444菌株中检测到taxol，它们都不产生taxol。但TLC、质谱分析和化合物分离结果表明突变菌株M-741和G-444的代谢产物有较大变异。从M-741中分离得到9个纯化合物，结构解析确定有三个系列倍半萜类新化合物：microsphaeropsin X、microsphaeropsins R和peribysins X。从G-444中分离到七个化合物，已确定结构有一个倍半萜sporogen-A01；还有两个非萜类新化合物AFW-1和AFW-4，它们比来源于出发菌株TF5的同骨架化合物增加一个氯原子，改组菌株G-444新增了卤代能力。表明基因组改组不仅能提高特定目标产物的发酵产量，还能选育合成新化合物的变异菌株。