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共生真菌与宿主之间的协同进化,合成出了结构新颖、活性显著的天然产物。对这些天然产物进行生物合成研究,是从分子生物学、生物化学及生物学水平理解生命活动所必需分子的合成、代谢及调控过程,对于新药的发现与合成具有重要的推动作用。本文研究了三种来源于共生真菌的具有独特化学结构和重要生物活性的天然产物的生物合成,主要包括以下内容:第一章:综述多糖和脑苷脂等天然产物的生物合成研究进展。第二章:对一种具有免疫抑制作用的脑苷脂fusaruside的生物合成途径的研究。该脑苷脂来源于一株栓皮栎内生真菌Fusariumsp.IFB-121,其长链碱为9-甲基-4,8,10-鞘氨三烯醇。首先在其产生菌Fgraminearum中克隆表达了一个Δ10-鞘脂脱氢酶编码基因,通过基因敲除、体外酶催化和LC-MS检测等方法,证明该Δ10-鞘脂脱氢酶负责催化合成长链碱上特有的10号位双键。并通过低温和加盐培养该产生菌,发现逆境的培养条件能诱使菌株合成更多的fusaruside以维持菌株的生长,表明脑苷脂的不饱和度与真菌的抗逆性存在密切的联系。第三章:对一种具有抗肿瘤活性的胞壁多糖phoman的生物合成途径的研究。该多糖来源于一株海洋真菌Phomaherbarum YS4108,在其a-(1,4)-型葡聚糖的主链结构上,通过a-1,6连接单个葡萄糖或葡萄糖醛酸支链。通过对其产生菌株的基因组测序,定位了多糖生物合成的相关基因。克隆表达了尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶和糖原合成酶,通过免疫学方法证明它们参与了 phoman的主链合成。继而利用基因敲除和HPIC-PAD定量等方法鉴定了负责a-1,6-葡萄糖醛酸支链合成的葡萄糖醛酸转移酶基因,阐述了完整的phoman生物合成途径:葡萄糖-1-磷酸被活化为尿苷二磷酸葡萄糖,在糖原合成酶作用下,形成了类似糖原的主链,在脱氢酶作用下,部分尿苷二磷酸葡萄糖被氧化成尿苷二磷酸葡萄糖醛酸,并且在葡萄糖醛酸转移酶作用下,形成支链结构。为解决该多糖的来源问题铺平了道路。第四章:对一类具有免疫抑制活性的聚酮dalesconols的生物合成途径的研究。通过对其来源菌株:螳螂肠道内生真菌光轮层炭壳菌Daldiniaeschscholzii IFB-TL01的基因组测序,发现并鉴定了 PKS-lacTL基因簇,其中lacTL编码的漆酶经基因敲除实验证实与萘酚自由基的聚合相关,根据dalesconols的1,8-二羟基萘结构单元,最终推导出其生物合成途径。在培养基中添加自由基清除剂,LC-MS/MS显示聚酮的合成被显著抑制,也说明这些萘酚单元的聚合依赖于自由基反应。