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草菇(Volvariella volvacea)是一种生长于热带和亚热带的腐生真菌,具有极其复杂的生活史,在整个生活史中形态发生了明显变化,并且这些形态变化受到相关基因的调控。在实际生产应用中,草菇由于其生长周期短,易开伞等因素,导致草菇采摘后不易存储和保鲜,因此制约了草菇的市场价值,本文通过草菇不同生长发育时期基因表达量的比较研究,发现了在原基期和伸长期差异表达的基因,并对这些差异表达的基因进行了生物信息学分析,旨在能发现调控草菇原基形成和菌柄伸长的转录因子,为后期的功能验证和生产应用提供理论基础,希望能通过基因改造来延长草菇的货架保鲜期,主要试验结果如下：(1)草菇基因组通过与真菌转录因子数据库进行比对,共鉴定出214个转录因子,分属于30个转录因子家族。(2)根据同源比对,分析转录因子在不同担子菌和子囊菌中的保守性,比对的真菌包括草菇(V. volvacea),裂褶菌(Schizophyllum commune),双色蜡磨(Laccaria bicolor),灰盖鬼伞(Coprinopsis cinerea),黑粉菌(Ustilago maydis),酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae),瑞氏木霉(Trichoderma reesei),粗糙脉孢菌(Neurospora crassa)和构巢曲霉(Aspergillus nidulans)。比对结果显示草菇中62.6%的转录因子与其他8种真菌具有同源性,其中37%的转录因子只在草菇基因组中有同源基因,46%的转录因子在所比对的担子菌中有同源基因,而仅有16%的转录因子在担子菌和子囊菌中具有同源性,因此,不同真菌间,尤其是担子菌和子囊菌之间,转录因子的同源性很低。虽然转录因子的氨基酸序列不是很保守,但是转录因子绑定DNA的区域却很保守。(3)分别比较异核菌丝体和原基,蛋形期和伸长期的基因表达量。从异核菌丝体到原基,共得到1503个差异表达基因,其中877个上调表达,626个下调表达；而从蛋形期到伸长期,共得到1367差异表达基因,其中1004个下调表达,仅有363个上调表达。通过对异核菌丝体和原基,蛋形期和伸长期的功能富集研究表明,相较于异核菌丝体,在原基期上调表达的主要功能为对生物的调节作用,主要表现在对细胞和代谢过程的调节,而在原基期下调表达的基因参与的主要生物过程为细胞组分的生物合成和多细胞生物过程。相反,相较于蛋形期,在伸长期下调表达的基因功能主要为对细胞组分以及细胞过程的调节作用,而参与多细胞生物过程则在伸长期上调表达。通过对差异表达基因的功能富集分析,发现调节基因表达的基因在子实体的形成过程中发挥着至关重要的作用。此外,研究还发现14%在原基期和伸长期差异表达的转录因子属于同源异形框家族的转录因子,因此,推测同源异形框转录因子在这两个发育阶段发挥着重要的调节作用。(4)通过差异表达分析,共得到8个差异表达的同源异形框转录因子,其中有5个(GME10392, GME1763, GME860, GME11623和GME8409)在原基期上调表达,有3个(GME918, GME8013和GME2319)在伸长期下调表达,并且荧光定量结果(qRT-PCR)与表达谱的结果一致,这些差异表达的同源异形框转录因子很可能与子实体的形态建成有关。(5)克隆测序结果显示,GME918(GenBank accession numbers:JX843776)在两个同核菌丝体PYd15和PYd21中的DNA序列完全相同。通过转录组测序,共得到约2600万个高质量的reads和2,408,000,220nt核苷酸,其中有3,632个reads可以定位到GME918上。通过转录组数据,分析GME918的基因结构,结果显示,GME918全长为2856bp,开放阅读框为1149bp,由四个外显子和三个内含子组成,并且在第一个内含子中存在可变剪切现象。(6)根据GME918的保守结构域,构建其RNAi载体,经过PCR和酶切验证,证明已经成功构建了GME918的RNAi载体,并通过农杆菌介导的方法将其转化到草菇H1521中,发现经RNAi后的转化子在菌落形态和菌丝生长速度方面都发生了明显变化,因此,试验结果表明GME918对菌落的形态发生和菌丝生长具有重要的调节作用。