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高通量测序技术的发展和应用使得微生物的分子生物学和系统生物学研究取得了巨大进步。传统的针对遗传标记的分析研究已经被全面深入挖掘基因组和转录组信息所替代。通过对基因组信息和转录水平的深度分析,有助于了解微生物内在遗传表达机制,得出不同表型差异的原因,为更加高效地改造微生物工业菌株创造了信息和数据基础。黑曲霉是一种重要工业菌株,在有机酸、酶制剂以及异源蛋白生产中具有广泛的应用。黑曲霉AS3.350是其中一种典型代表,具有强大的酸性蛋白酶分泌能力,在酸性蛋白酶制剂和酱油酿造生产中具有广泛的应用。另外,黑曲霉AS3.350还经常被用做异源蛋白表达宿主用于工业生产,在微生物工业生产中具有重要的地位。本研究采用高通量测序手段,全面分析注释了黑曲霉AS3.350的基因组和转录组表达信息分析,主要内容和结果如下。1、黑曲霉AS3.350基因组组装和注释采用高通量测序中的Illumina测序手段,获得黑曲霉AS3.350全基因组测序数据。基因组测序深度有100×,测序数据量为3.41Gb。组装得到基因组大小为35.98Mb,大于400bp的contigs数目为167个。基因组GC碱基含量为49.44%。基因预测共获得11832个基因,分泌蛋白基因有841个。共有296个t RNA基因。2、黑曲霉AS3.350与黑曲霉CBS513.88的比较基因组学研究以目前注释信息最为完全的黑曲霉菌株CBS513.88基因组做为参考基因组,分析比较黑曲霉AS3.350与其的基因组的差异情况。同线性分析显示,二者基因组同线性区域高达96%。大片段结构变异分析发现,黑曲霉AS3.350,相对于CBS513.88,缺少了22个大片段(其中包括8个表达转录因子的基因),多出了部分参与生物代谢和蛋白合成的基因。SNP和Indel分析结果发现二者基因组在基因上下游的调控区域发生了大量的碱基变异。说明调控区域的变异情况对黑曲霉表型差异具有重要影响。3、黑曲霉AS3.350基因的转录水平分析选用了两个最为常见培养基(大豆培养基和麸皮培养基),培养提取黑曲霉AS3.350转录表达的RNA。RNA-seq测序分别获得5.6Gb和6.0Gb的测序数据,编码区深度为135×和141×。利用cufflinks软件分析统计黑曲霉AS3.350中的基因表达水平。统计发现,在两种培养基中参与蛋白合成代谢的基因具有较高的表达量,而关于DNA复制、重组和次级代谢产物合成相关基因的转录表达水平在总体中分布较低。分泌蛋白转录水平的分析发现,两种培养环境下总体水平较为平衡。这些数据给黑曲霉AS3.350工业发酵生产的工业优化提供了参考依据。本研究旨在利用高通量测序技术,全面对黑曲霉AS3.350的基因组和转录表达信息进行分析解读,充分了解黑曲霉AS3.350的遗传、转录、表达以及代谢的特点和机理,从而为更好地改造黑曲霉AS3.350用于工业生产提供遗传信息支持。同时也为其他工业微生物的基因组和转录水平分析研究提供分析方法和数据参考。