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剧毒鹅膏种类含有强毒性的鹅膏肽类毒素，是引起蘑菇中毒事件的罪魁祸首。目前对于鹅膏毒素编码基因以及剧毒鹅膏毒素基因家族特征的研究较少，但这些研究对于开发鹅膏毒素快速检测技术、救治中毒患者及研发新药意义重大。获取更多的鹅膏毒素基因信息，明确主要毒素编码基因在剧毒种类中的表达特点，以及研究鹅膏毒素基因家族成员的多样性成为当前急需解决的关键科学问题。本文从克隆和分析东亚特有的剧毒鹅膏种类-致命鹅膏中主要毒素编码基因的cDNA全长序列、分析α-amanitin这一最主要的毒素编码基因在致命鹅膏菌不同生长时期和部位中的表达规律、致命鹅膏菌的子实体的de novo转录组测序以及阐释6种常见剧毒鹅膏种类的毒素基因家族成员的多样性等四个方面开展研究，主要结果如下：1、首次在致命鹅膏中克隆并分析了α-amanitin和phallacidin的编码基因的cDNA全长序列，其长度分别为356bp和321bp，并分别编码35和34个氨基酸的前体肽。通过与基因组中获得的DNA序列比较，这两个毒素基因的倒数第四个氨基酸的密码子内分别插入了58bp和56bp的内含子区域。致命鹅膏和双孢鹅膏的毒素基因序列与前体肽序列具有较高的同源性，而与纹缘盔孢伞的序列除了毒素的核心序列同源性较高外，其上、下游序列则具有较大的差异。2、首次对60S、GAPDH、NADH、RPB2和β-actin这5个内参基因在致命鹅膏菌的不同生长时期以及不同部位中的表达稳定性进行分析，结果表明：β-actin在致命鹅膏菌的不同生长时期和不同生长部位中表达相对比较稳定，被选为本论文实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR，qRT-PCR）分析的最佳内参。使用qRT-PCR对α-AMA在致命鹅膏菌的四个不同生长时期和部位的表达差异进行分析发现：α-AMA在致命鹅膏菌的各个生长阶段和部位中均表达，但各生长时期的表达水平并不均衡；在四个生长时期中，α-AMA在延伸期初期的整个子实体内具有较高的表达水平；除了延伸期初期外，在其他三个生长时期中均是α-AMA在菌伞中具有最高的表达水平。进一步分析表明α-AMA的表达水平是与致命鹅膏菌子实体的生长旺盛程度相关的，且在生长较为旺盛的阶段和部位中是不断积累的。3、首次通过Illumina HiSeq2000技术对生长旺盛期的致命鹅膏菌的子实体进行了转录组测序，共得到25,563,688个高质量的序列，每个序列平均长度为90bp，Q20和GC百分比分别为93.89%和51.58%。通过Trinity方法组装后产生了62,137个重叠群（contigs），平均长度为481bp，N50的长度是788bp。对重叠群进一步组装产生了39,661个单基因簇（unigene），平均长度是662bp，N50的长度是862bp。对其中的27,848个单基因簇进行了注释，共鉴定了27,826个编码序列（Coding sequence,CDS），有4,269个拥有全长cDNA序列且具有完整的开放阅读框的完整测序序列；对1,164个单基因簇进行了简单重复序列（simple sequence repeat, SSR）分析总共发现了1,254个SSR，其中三核苷酸重复序列频率最高，占总数的48.6%。对转录组数据进行了功能注释、蛋白序列相似性、京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）、直系同源基因簇（Clusters of Orthologous Groups, COG）和基因本体分析（GeneOntology, GO）等注释。基于对转录组组装数据的搜索，总共发现了11个MSDIN家族成员的单基因簇，有4条序列分别可以编码α-amanitin、β-amanitin、phallacidin和amanexitide四种肽类毒素，另外7条序列为编码未知功能的肽类序列，并通过反转录PCR（reverse transcription PCR）产物的克隆测序对转录组中搜寻到毒素相关序列进行了验证。在致命鹅膏菌的不同个体的同种毒素基因间发现了基因多态性，属间物种的主要毒素编码基因序列的差异性位点显著多于属内的物种间的差异位点数。对部分前体肽序列聚类分析的结果表明：同种毒素基因的序列具有较好的聚类关系。4、从收集自亚洲和欧洲的6种剧毒鹅膏种类中总共获得了54条毒素基因序列，占目前数据库中已报道的MSDIN家族成员的70.1%。其中有20条序列是编码α-amanitin，5条序列编码β-amanitin，16条序列编码phallacidin，其他13条为未知功能的肽类序列。进一步证实了在不同的鹅膏种类中含有不同的MSDIN家族成员。对MSDIN家族成员的DNA序列进行了Bayesian分析的结果显示有13条未知功能的肽类序列与鬼笔毒肽类具有较近的进化关系，有3条未知的序列与鹅膏毒肽类具有较近的亲缘关系。通过对α-AMA和PHA的大量毒素核心编码序列的比对分析后，发现在α-AMA和PHA的核心序列中分别有4个和3个简并性位点，且均出现在密码子的第三个碱基上，每个位点有一定的密码子偏好性。PAML4.7a软件对α-AMA和PHA的毒素编码序列选择压力（dN/dS）的分析表明，这两个基因经历了净化选择的过程。对α-AMA，PHA和ITS进行Bayesian分析的结果表明，主要的毒素编码基因在属间具有一定的保守性。