隐球菌菌种复合体作为人类机会性病原真菌,能引发致死率极高的真菌脑膜炎。该复合体的有性生殖作为毒力进化的关键策略参与自然界高毒菌株产生,并造成了严重的隐球菌暴发性感染事件。因此有性生殖与该复合体出色的环境适应性和毒力进化密切相关。在隐球菌菌种复合体中,异新生隐球菌（Cryptococcus deneoformans,原称新生隐球菌新生变种,血清型D）具有较强的有性生殖能力,且遗传操作简单,因此被认为是研究有性生殖的模式真菌。异新生隐球菌具有α和a两种交配型,可通过α-a异性生殖和α同性生殖两种模式进行有性生殖。两种有性生殖的多个发育过程相似,包括酵母到菌丝的转变、担子成熟、减数分裂及孢子产生等。此外,它们有一个截然不同的发育过程,即染色体倍化方式。异性生殖通过配子融合的方式进行染色体数目加倍,同性生殖主要利用自二倍化（核内复制）的方式进行染色体数目倍化。然而,异新生隐球菌有性生殖的多个发育事件精确有序进行的调控基础,以及有性生殖特有生物学过程调控特异性的分子机制目前尚不清楚。转录因子往往位于各种信号级联的末端,广泛参与多种生物学过程的调控。为了鉴定有性生殖的核心调控机制,我们将目光聚焦于转录因子上。通过比较转录组学分析,初步鉴定111转录因子在有性生殖过程中呈现动力学表达,暗示这些转录因子更有可能在有性生殖调控中扮演重要作用。随后我们构建了 111个转录因子的缺失突变体文库,并分别对每一个转录因子缺失株进行八种表型的定量或半定量评估,包括同性生殖和异性生殖共享的6个时空发育事件和两种特有的倍化过程,进而揭示了大量与有性生殖调控相关的新基因型与表型之间的联系,促进了对转录因子在异新生隐球菌两种有性生殖各个发育过程中调控功能的全面理解。基于基因型-表型分析发现,绝大多数转录因子为多效性转录因子,即能够调控有性生殖多个发育阶段。其中Velvet家族蛋白Cva1和Vea2能够控制异新生隐球菌有性生殖多个发育阶段,包括菌丝起始,菌丝延伸,以及细胞融合。结合转录组分析发现,Cva1通过调控Znf2控制菌丝的形成和发育。进一步基于转录组和表型分析发现新鉴定的有性生殖响应蛋白Cfs1位于Cva1的下游,控制细胞融合过程。此外,在同性生殖过程中,核内复制代替细胞-细胞融合参与染色体倍化过程。然而对同性生殖核内复制的调控机制和遗传基础的理解十分有限。我们鉴定了特异性控制同性生殖染色体倍化过程的核心转录因子Cqs2。进一步研究表明,Qsp1-Cqs2-Pum1信号通路是控制同性生殖自二倍化过程的核心途径。有趣的是,Pum1特异性促进了单倍体细胞倍性增加,而不能诱导二倍体增加倍性产生四倍体。转录组分析和qRT-PCR结果表明,这可能是由于二倍体中Pum1无法有效诱导细胞周期蛋白的表达所致。另外,我们通过细胞融合的方法构建了异新生隐球菌的四倍体菌株探究异新生隐球菌高倍体细胞对环境适应性和有性生殖的影响。结果发现多倍体菌株在有性生殖能力,压力条件下的存活能力以及感染宿主的能力方面均展现出了明显的缺陷。以上结果说明异新生隐球菌可避免不适应环境生存的四倍体产生,并确保有性生殖的精确有序发生。综上,我们揭示了异新生隐球菌有性生殖周期的分子和倍性调控机制,为其他病原真菌的相关研究提供了范本。