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第一部分许兰毛癣菌的表型与基因型研究目的:了解我国新疆和华东地区许兰毛癣菌的分子流行病学特征,并研究其基因型与表型和地域来源之间联系。方法:(1)收集我国新疆和华东地区的头癣患者的53株许兰毛癣菌临床分离株,对rDNA内转录间隔区(ITS)、翻译延伸因子1-α(TEF1-α)、钙调蛋白(CaM)和大亚基D1/D2区(LSU)基因进行PCR扩增、测序、序列鉴定和系统发育分析。(2)在沙氏葡萄糖琼脂(SDA)平板上28℃培养14天,观察其菌落形态特征。采用尿素培养基、牛血清白蛋白培养基、吐温80和吐温20培养基分别检测其产生尿素酶、蛋白酶和脂肪酶的能力。(3)采用扩增片段长度多态性(AFLP)技术分析了许兰毛癣菌临床分离株的遗传多样性,并探讨了基因型与表型和地域来源之间联系。结果:(1)我国不同区域收集的许兰毛癣菌ITS、TEF1-α、CaM和LSU基因片段种内个体间无序列差异。许兰毛癣菌及其近缘种ITS基因的核苷酸多态性水平最高。(2)许兰毛癣菌临床株根据菌落形态分为三型。尿素酶试验分别有16.7%阳性、31.5%弱阳性和51.8%阴性。吐温80和吐温20脂肪酶试验分别有85.2%和92.6%阳性。蛋白酶的活性均为阳性。(3)基于AFLP数据的UPGMA聚类分析,许兰毛癣菌临床株分为6个基因型,与其表型和地域来源无显著相关性。结论:本研究结果表明ITS基因更适合作为分子标记应用于许兰毛癣菌及其近缘种的分子鉴定和分类。许兰毛癣菌具有表型和基因型多样性,但是基因型与其表型和地域来源无显著相关性。第二部分许兰毛癣菌的基因组和转录组学研究目的:通过基因组和转录组学研究许兰毛癣菌利用角蛋白(角化组织的主要成分)的关键基因和通路,预测潜在的毒力因子和新的治疗靶点。方法:(1)联合二代和三代高通量测序数据获得许兰毛癣菌T2s全基因组。预测并注释编码基因、非编码RNA,预测分泌蛋白组。(2)利用RNA-seq技术检测许兰毛癣菌在角蛋白、大豆蛋白和沙氏葡萄糖液体培养基中生长的mRNA表达谱。(3)对差异表达基因进行分析,初步推断出其利用角蛋白的关键基因和通路,开发新的治疗靶点。结果:(1)T2s全基因组包含16条scaffold,全长序列为23.4Mb。T2s基因组中预测到7474个编码基因和167个非编码基因,424个编码分泌蛋白的基因。(2)以沙氏葡萄糖液体培养基为对照组,在角蛋白培养基中2394个基因上调,614个基因下调;在大豆蛋白培养基中1943个基因上调,356个基因下调。(3)许兰毛癣菌在角蛋白培养基中生长时,编码蛋白酶、氨基酸通透酶和小肽转运蛋白的基因表达显著上调。此外,潜在的毒力因子ABC转运蛋白和MFS转运蛋白也被强烈激活。同时,碳同化作用相关的基因被抑制,氮同化作用相关的基因被激活。随着角蛋白培养基变碱性,pH响应信号转导途径被激活。编码麦角甾醇生物合成途径中关键酶的基因ERG3、ERG4、ERG6、ERG27和ERG11/CYP51显著上调。结论:我们使用二代和三代测序数据进行联合组装,获得了一个高质量的许兰毛癣菌基因组。但是皮肤癣菌的比较基因组学研究结果显示它们的基因组组成和含量差异不大,这表明基因调控和转录机制的差异可能是其表型差异的原因。许兰毛癣菌通过分泌蛋白酶水解蛋白质变为游离氨基酸和寡肽,然后通过转运蛋白将游离氨基酸和寡肽转运至细胞内。因此蛋白水解酶和膜转运蛋白可能是许兰毛癣菌潜在的毒力因子。许兰毛癣菌的能量代谢特点有利于其适应并成功定植于宿主的角化组织。