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本研究以寡孢节丛孢(Arthrobotrys oligospora)全基因组为出发点，分析了寡孢节丛孢基因组中可能参与乙醛酸循环(glyoxylate cycle)途径的关键酶苹果酸合成酶和异柠檬酸裂解酶的氨基酸序列及核苷酸序列，并对它们的系统进化关系进行了分析。同时，本研究还对寡孢节丛孢基因组中参与乙醛酸循环途径的关键酶苹果酸合成酶进行了基因敲除，并将敲除菌株和原始菌株在不同的培养条件下的生长状况和对线虫的致病性等方面进行了比较。
本文通过基因敲除手段来研究乙醛酸循环对寡孢节丛孢产生三维菌网和侵染能力的影响，研究结果对揭示寡孢节丛孢捕食器官形成和侵染线虫的分子机制奠定基础。
主要研究结果为：
1.寡孢节丛孢基因组中乙醛酸循环关键酶(异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶)的性质、同源性和系统发育分析
寡孢节丛孢的基因组中含有2个异柠檬酸裂解酶(isocitrate lyase，AOL_s00075g130和AOL_ s00083g288)和1个苹果酸合成酶(malate synthase，AOL_s00112g112)的编码基因，它们同其它真菌来源的异柠檬酸裂解酶及苹果酸合成酶的氨基酸序列具有较高的保守性。异柠檬酸裂解酶(AOL_s00075g130)编码基因含有3个内含子，编码538个氨基酸；异柠檬酸裂解酶(AOL_s00083g288)编码基因含有6个内含子，编码572个氨基酸。苹果酸合成酶编码基因含有4个内含子，编码540个氨基酸。
寡孢节丛孢中的两种异柠檬酸裂解酶的同源性为46.6％，它们聚类在两个不同的进化分支。其中，异柠檬酸裂解(AOL_s00075g130)同烟曲霉(Aspergillusfumigatus)，构巢曲霉(Aspergillus nidulans)，藤仓赤霉(Gibberella fujikuroi)和勃氏块菌(Tuber borchii)的同源性分别为76.1%，77.6%，72.4%和77.1%。而异柠檬酸裂解酶(AOL_s00083g288)与灰霉病菌(Botryotini fuckeliana)，金龟子绿僵菌(Metarhizium anisopliae)和米曲霉(Aspergillus oryzae)的同源性分别为65.8%，60.5%和62.9%。苹果酸合成酶同其它真菌来源的苹果酸合成酶同源性也很高，它与烟曲霉(A. fumigatus)，构巢曲霉(A. nidulans)，灰霉病菌(B.fuckeliana)，玉米赤霉菌(Gibberellazeae)，稻瘟病菌(Magnapor the_oryzae)和苜蓿黄萎病菌(Verticillium_ albo-atrum)的同源性分别为79.2%，78.4%，75.5%，75.1%，75.7%和75.7%。由此可见，寡孢节丛孢的苹果酸合成酶和其它病原真菌具有较高的同源性。然而，系统进化分析结果表明寡孢节丛孢的苹果酸合成酶同其它真菌来源的苹果酸合成酶的进化关系较远。
2.寡孢节丛孢苹果酸合成酶编码基因的敲除研究
前期的蛋白组学研究表明在寡孢节丛孢三维菌网形成过程中，乙醛酸循环的关键酶异柠檬酸裂解酶(AOL_s00075g130)和苹果酸合成酶的表达量升高，为了进一步验证乙醛酸循环对寡孢节丛孢捕器形成的影响，我们构建了苹果酸合成酶编码基因的敲除载体，制备了寡孢节丛孢的原生质体，利用潮霉素作为筛选标记筛选转化子；通过PCR和southern blot两种方法对转化子进行验证，筛选得到两个正确的阳性转化子。通过对突变菌株和野生菌株进行比较，发现突变菌株的生长速度变慢，在以醋酸钠为唯一碳源的培养基中突变菌株的孢子不能萌发；同时突变菌株的杀线虫能力下降，捕器的数量和高级程度也低于原始菌株。
本论文的创新性主要体现为：
1)对寡孢节从孢的苹果酸合成酶编码基因进行了敲除，首次报道苹果酸合成酶与寡孢节丛孢的捕食器官形成和侵染能力相关。