课题组前期从马唐病叶中分离到一株致病真菌Epicoccum sorghinum,属于子囊菌门,格孢腔目,附球菌属。该致病菌可以快速侵染并杀死马唐幼苗,其主要活性次生代谢产物Epoxydon具有良好的除草活性,具有开发为生物源除草剂的潜力,明确Epoxydon在真菌体内的生物合成途径是对其进行后续研究和应用的基础。为筛选参与Epoxydon生物合成的相关基因,本研究利用高通量测序技术对E.sorghinum进行全基因组测序并对基因功能进行注释,对该菌株次生代谢产物生物合成相关基因簇进行预测,后通过对侵染寄主与常规培养的E.sorghinum进行转录组测序,进一步筛选预测到的基因簇。对E.sorghinum在不同处理条件下的q RT-PCR内参基因进行筛选,并对转录组测序结果进行验证。1.对E.sorghinum全基因组测序与组装,获得基因组大小为32957594 bp,22个contigs,预测到编码基因11052个,编码区占全基因组的50.53%。经anti SMASH程序对E.sorghinum次生代谢产物基因簇进行预测,共得到30个次生代谢产物基因簇,包含350个基因。其中contig13.1基因簇与棒曲霉素生物合成基因簇有较高的相似度,Epoxydon是棒曲霉素生物合成途径的中间产物,而contig13.1基因簇中的A01551、A01552、A01553、A01554、A01556、A01558这6个基因分别与棒曲霉素生物合成途径中产生Epoxydon之前的基因Pat K 6-甲基水杨酸合酶、Pat J预测蛋白、Pat I间-羟基苯甲醇羟化酶、Pat G氨基酸水解酶、Pat H间-甲酚甲基羟化酶、Pat M ABC转运蛋白相似度达50%-80%。因此,contig13.1基因簇与Epoxydon在E.sorghinum体内的生物合成密切相关。2.对侵染马唐叶片和常规培养的E.sorghinum菌株进行转录组测序,共得到表达量具有显著差异的基因686个,表达量上调的基因489个,下调的基因197个。其中与次生代谢产物生物合成相关基因35个,表达量上调的基因27个,下调的基因8个;与真菌致病性相关的差异基因62个,表达量上调的基因47个,下调的基因15个。与次生代谢产物生物合成相关且表达量显著上调的A02639、A02957、A02961、A02962、A02963基因都属于contig16.2基因簇,说明与contig16.2基因簇相关的次生代谢产物在E.sorghinum侵染寄主过程中可能发挥重要作用。contig13.1基因簇中A01551、A01552、A01553、A01555、A01556、A01558在E.sorghinum侵染寄主过程中表达量没有显著变化,但这些基因均具有相当高的表达水平,说明与该基因簇相关的合成产物具有重要的生物学功能。Epoxydon是E.sorghinum次生代谢产物中主要的除草活性成分可能与contig13.1基因簇高水平表达有关。3.筛选了E.sorghinum在不同处理条件下稳定的q RT-PCR内参基因,E.sorghinum在侵染寄主过程中最稳定的内参为TBP,在不同培养时间条件下最稳定的内参为His-H3-1。从contig13.1基因簇、contig16.2基因簇及其它差异表达基因中各选择5个基因通过q RT-PCR进行转录组结果验证,结果表明,contig13.1基因簇中的4个基因具有较高的基因相对表达水平;contig16.2基因簇中的5个基因及其它差异表达基因中的4个基因差异表达情况与转录组分析一致。