紫杉木霉(Trichoderma taxi)是从南方红豆杉分离的一种内生真菌,它可以产生具有抑菌活性的物质木霉菌素(trichodermin)。木霉菌素能有效地抑制立枯丝核菌、灰葡萄孢等病原真菌的生长,并具有开发为生物农药的应用前景。在木霉菌素的发酵过程中,木霉菌素产量于发酵前期随时间增加而不断上升,但在发酵后期产量反而下降。本研究目的是解析紫杉木霉中木霉菌素的生物合成途径及生物合成相关基因,通过基因改造获得紫杉木霉工程菌株,突破木霉菌素发酵瓶颈,达到木霉菌素的高产。根据紫杉木霉基因组测序结果,紫杉木霉中木霉菌素生物合成相关的七个基因Tri3、Tri4、Tri6、Tri10、Tri11、Tri12、Tri14形成一个基因簇。紫杉木霉与苇状木霉(T. arundinaceum)、短密木霉(T. brevicompactum)、拟枝孢镰刀菌(Fusarium sporotrichioides)和禾谷镰刀菌(F. graminearum)的Tri基因同源性很高,其编码起始位点、编码序列的大小都非常相似。苇状木霉的Tri3基因可能编码了木霉菌醇(trichodermol)C-4位乙酰化反应生成哈茨木霉素(harzianum A)所需的酶。由于紫杉木霉Tri3基因与苇状木霉的Tri3基因同源性很高,推测紫杉木霉的Tri3基因可能编码木霉菌醇C-4位乙酰化反应生成木霉菌素的酶。利用农杆菌介导的ATMT方法敲除紫杉木霉Tri3基因得到敲除突变体,与野生型相比,突变体发酵液中木霉菌素浓度大幅减小、木霉菌醇浓度没有明显变化；突变体发酵液活性降低,对病原真菌的抑制性降低。因此,推测Tri3基因与木霉菌醇生成木霉菌素过程有关,在一定程度上能较大地影响木霉菌素的产量,但Tri3基因可能不是控制木霉菌醇生成木霉菌素过程的唯一基因。或者Tri3编码的酶调控木霉菌醇生成木霉菌素过程的发生,只是在发酵中,这一过程被阻断,触发了旁路反应,导致微量的木霉菌素产生。木霉菌素生物合成相关的Tri基因的研究至关重要,它可使我们明确木霉菌素生物合成过程中的各反应机制及相关基因的表达机制,了解有关Tri因簇的进化过程,从而为生物农药的开发做出贡献。