天然产物因具有多种药理和生物学活性,一直是药物开发重要来源。随着病原微生物的耐药性出现和流行,现有药物已无法满足人们的需求,人类需要寻找和开发新药以应对耐药性问题。真菌由于能产生结构和活性多样的次级代谢产物,长期是药物开发的重要来源之一,然而随着对微生物资源的长期开发,以活性为导向的传统天然产物分离方式存在着复筛率过高的问题。随着生物信息学发展,人们对真菌基因组进行测序发现许多常规条件下不表达的沉默基因簇,说明其次级代谢产物合成潜力远没有被开发。通过对真菌基因序列进行分析,了解次级代谢产物合成过程中的代谢调控机制,并构建合适的遗传系统将这些沉默基因簇激活以产生新的天然产物,是解决现今新药物匮乏的重要途径。本文通过对两株真菌:希金斯炭疽菌Colletotrichum higginsianum ACCC 37053和异形曲霉Aspergillus heteromorphus CGMCC 3.4327的全基因组进行生物信息学分析,发现2个沉默的高度还原型聚酮化合物基因簇,分别通过常规发酵培养、转录调节因子（Transcriptional Factor,TF）过表达和基因簇异源宿主表达等手段对其进行激活后,分离出多个常规培养环境下无法生成的次级代谢产物,并对化合物进行抑菌实验和抗肿瘤实验寻找可能的生物活性。主要实验结果如下:1、以PDB为培养基对希金斯炭疽菌进行液体发酵,分离出两种已知化合物Colletorin A和Colletochlorin A,分子量分别为322.0和356.5,其共同的结构特征是与异戊二烯基侧链相连的多取代苯环,Colletorin A苯环上一个-H被-Cl取代后形成Colletochlorin A,已有研究报道Colletochlorin A缺乏动物毒性而对入侵物种青蒿具有明显植物毒性,是一种潜在的天然植物除草剂,证明对希金斯炭疽菌天然产物的挖掘具有较高的研究价值。2、对希金斯炭疽菌基因组进行分析后在一个沉默的聚酮化合物生物合成基因簇附近发现一个正向调节因子TF,推测其调控该基因簇的表达。将TF序列克隆到表达载体中,并转化到希金斯炭疽菌中进行过表达,获得一个新的化合物1,其分子量为308.0,在450 nm处具有最大紫外吸收,生物活性测试显示无抑菌活性和抗肿瘤活性。3、以构巢曲霉为异源宿主,对上述基因簇中的聚酮合酶基因进行异源表达,II发酵液中检测到化合物1,证明TF负责调控该聚酮化合物生物合成基因簇的表达,基因簇中的假定蛋白（hypothetical protein,HP）和脂肪酸转移酶（Fatty acid transferase）不参与化合物1合成过程中分子结构的修饰。4、异形曲霉基因组中存在一个未知的、包含多个修饰基因的聚酮化合物生物合成基因簇,以构巢曲霉为异源宿主,构建质粒依次对基因进行表达,发酵液中检测到新的化合物2,3,4,5。质谱检测正离子分别为289,261,291,293。发酵纯化获得化合物3单体,核磁解析其分子结构发现是未曾报道的新化合物,分子式为C16H20O3,是一个含有多个C-C双键的长链聚酮。化合物2,4,5分子结构不稳定,抑菌实验显示这些化合物具有不同的抑菌活性。