1. 研究目的与意义
【研究背景】真菌能够产生丰富的次级代谢产物，化学结构和活性多样，主要包括非核糖体多肽(nrps)和聚酮化合物（pks。）、萜烯等。聚酮类化合物是一类结构多样且成药性潜能较大的次级代谢产物家族。聚酮化合物是由聚酮合酶 (polyketidesynthase, pkss) 通过在活化的酰基-coa之间重复脱羧缩合合成,根据结构和反应机制的不同, 可分为i、ii和iii型.聚酮合酶基因组因为快速进化、严格遵守母系遗传等特点，能够通过基因组挖掘快速识别。真菌基因组种含有丰富的聚酮合酶表达基因，但已鉴定结构的次级代谢产物确是冰山一角。生防菌罗伯茨绿僵菌（metarhiziumrobertsii）arsef23属子囊类真菌，是重要的生防菌，在农业上有广泛的应用。但已鉴定结构的活性次级代谢产物只有杀虫活性的破坏毒素以及免疫抑制剂subglutinols等有限的几个，仍有大量的潜在活性次级代谢产物合成基因功能未知。
【研究目的】作为昆虫病原真菌中已有普遍应用的绿僵菌属真菌(metarhizium),其基因组中包含24个聚酮合酶基因簇，但只有少数基因阐明了功能。本论文对罗伯茨绿僵菌基因组中聚酮合酶合成基因簇进行了生物信息学分析，分析聚酮合酶基因簇的功能，预测可能的活性次级代谢产物深入探讨昆虫病原真菌遗传与进化的研究。
【研究意义】通过对罗伯茨绿僵菌基因组中聚酮类化合物（pks）合成基因进行比较分析,建立系统发育树，对数据进行分析，对pks基因进行功能预测，对进一步探究罗伯茨绿僵菌中的pks基因簇合成产物在生物体中的作用提供一些参考,并将为今后的基因组挖掘项目中提供指导，以发现真菌基因组中功能必要和结构多样化的pks。
2. 研究内容和预期目标
【研究内容】
1）通过基因组数据库下载罗伯茨绿僵菌（metarhiziumrobertsii）arsef23基因组，并对其进行分析；
2）从白僵菌基因组中提取聚酮合酶（pkss）合成基因簇；
3. 研究的方法与步骤
【方法】
本论文通过在ncbi基因组数据库（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/）中获得真菌基因组数据，使用antismash在线分析软件(https://fungismash.secondarymetabolites.org/)对真菌基因组中的聚酮化合物、生物碱、萜烯、吲哚等次级代谢产物生物合成基因簇进行预测，并对其中聚酮合酶编码基因所在基因簇进行筛选，根据antismash分析结果，将聚酮合酶基因簇的核苷酸序列上传到fgenesh在线分析工具(ttp://www.softberry.com/berry.phtml?topic=fgeneshsubtype=programssubsubtype=gfind）进行基因边界预测。fgenesh是基于hmm的真核基因结构预测工具，可对多个基因进行同时预测。对分析结果中的单个蛋白序列，使用ncbi blastp在线比对工具（https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/blast.cgi?program=blastppage_type=blastsearchlink_loc=blasthome/）进行比对，对基因簇中各个基因的功能进行注释，获得的聚酮合酶氨基酸序列可用于后续的多重序列比对及结构域分析。使用smart（http://smart.embl-heidelberg.de/）和pks/nrps（http://nrps.igs.umaryland.edu/cgi/nrps_parse.cgi）在线分析工具对聚酮合酶所包含的保守蛋白结构域进行预测，从分析结果中提取ks、te结构域的氨基酸序列，用于系统进化树的构建。ks结构域氨基酸多重序列比对使用muscle（v3.6）(edgar, 2004) 软件，进化树和双聚酮合酶聚类分析使用mega5.2 (tamura et al., 2011)，计算方法为邻接相连法（neighbor-joining method），重复1000次，自展内部分枝法（bootstrapping）评定进化树的可靠性。根据聚类结果对真菌双聚酮合酶进行功能分类。
【步骤】
4. 参考文献
【参考文献】
[1]guohongz, pengz, qiangqiangz, etal. duplicationofapksgeneclusterandsubsequentfunctionaldiversificationfacilitateenvironmentaladaptationinmetarhiziumspecies[j]. plosgenetics, 2018, 14(6):e1007472.
[2]liuh, xiel, wangj, etal. thestress-responsiveandhost-orientedroleofnonribosomalpeptidesynthetasesinanentomopathogenicfungus, beauveriabassiana[j]. journalofmicrobiologyandbiotechnology, 2017, 27(3):439-449.
5. 计划与进度安排
【进度安排】
1、第17周（19-20-1学期）-第3周（2022年11月11日--2022年3月15日）接受任务、查阅和翻译文献、撰写及完成开题报告；
2、第4周-第5周（2022年3月16日--2022年3月29日）在充分调研文献的基础上，搭建论文框架，制定实验具体实施计划，撰写论文前言部分；
