本论文共分四章,第一章讲述了少孢节丛孢（Arthrobotrys oligospora）突变菌株ΔAOL_s00215g274中差异PKS/TPS代谢产物及其生物活性研究;第二章阐述了少孢节丛孢突变菌株ΔAOL_s00215g278中差异PKS/TPS代谢产物及其生物活性研究;第三章论述了少孢节丛孢中少孢素类（Arthrosporols）化合物生物合成途径探究;第四章综述了环氧醌类天然产物（Epoxyquinone natural products）研究进展。本研究组前期从少孢节丛孢YMF1.3170的发酵液中分离得到新颖的Sesquiterpenyl epoxy-cyclohexenoids（SECs）类型化合物Arthrobotrisins A-C与少孢素类化合物Arthrosporols A-C,发现这些化合物不仅可以抑制分生孢子的形成,而且可以调控二维菌网的形成,具有线虫生物防治潜在应用前景。为此,本课题组开展了对少孢素类化合物的生源途径研究。鉴于这类化合物是由一个含有由聚酮衍生的环氧环己烯环和萜类衍生的倍半萜单元组成的杂合分子,其生物合成途径关键酶包括聚酮类合成酶（PKS）和萜类合成酶（TPS）等。前期研究定位到10个可能涉及此类化合物生物合成的关键酶基因,通过基因敲除方法获得了相应突变菌株。本论文采用HPLC检测方法、各种柱层析分离手段,结合核磁共振、质谱等波谱分析技术,对两株关键的少孢节丛孢突变菌株（ΔAOL_s00215g274和ΔAOL_s00215g278）中的PKS/TPS杂合类差异代谢产物进行追踪分离,共鉴定化合物25个,其中新化合物22个,包括一系列生源途径上的关键中间体及其衍生物,其中一个化合物为具有13元环系的新骨架大环内酯。此外,生物活性筛选表明部分化合物具有肿瘤细胞毒、抗炎、免疫及麻痹线虫的活性。研究结果有助于彻底解析少孢节丛孢特有信号小分子的生物合成途径,同时也为进一步挖掘该类独特结构天然产物的生物功能奠定了一定的基础。第一章少孢节丛孢突变菌株ΔAOL_s00215g274中差异PKS/TPS代谢产物及其生物活性研究文献报道AOL_s00215g274可能是参与SECs类代谢产物中三元环氧形成的关键酶基因,因此本研究开展了对突变菌株ΔAOL_s00215g274的差异代谢产物研究。从中分离鉴定了11个新化合物（274-1²74-11）,其中274-2、274-4、274-5、274-6、274-8、274-9、274-10、274-11均为新颖的Sesquiterpenyl epoxy-cyclohexenoids（SECs）类型化合物,274-7是一个具有13元环系的新骨架大环内酯化合物,274-1与274-3则为三元氧环开环的新颖SECs衍生化合物,均为少孢素类化合物生源途径上中间体或其衍生物。从突变菌株ΔAOL_s00215g274中发现一系列含有三元环氧的SECs类衍生物,表明AOL_s00215g274并未参与三元环氧的形成关键步骤。生物活性测试显示,化合物274-2与274-4对人肺腺癌细胞NCI-H1975、人肝癌细胞HepG2、人乳腺癌细胞MCF-7均具有较强的细胞毒活性,IC₅₀值均在10μM左右;化合物274-5对细胞株NCI-H1975、HepG2以及MCF-7具有中等细胞毒活性;化合物274-6对细胞株HepG2和MCF-7具有中等偏弱的细胞毒活性。抗炎活性测试结果显示,化合物274-4、274-5分别在1μM与20μM时对LPS诱导RAW264.7细胞产生的炎症因子IL-6有微弱的抑制活性。免疫抑制实验显示化合物274-5、274-6、274-7在20μM浓度下、274-10在1μM浓度下对炎症因子IL-2有抑制作用,具有微弱的免疫抑制活性第二章少孢节丛孢突变菌株ΔAOL_s00215g278中差异PKS/TPS代谢产物及其生物活性研究AOL_s00215g278是另一推测可能参与SECs类代谢产物中三元环氧形成的关键酶基因,因此本论文对少孢节丛孢突变菌株ΔAOL_s00215g278进行了定向代谢产物分离及生物活性研究。从中共分离鉴定了14个化合物（278-1²78-14）,包括2个少孢素类生物合成途径中的关键中间体278-1和278-2,其中278-2是少孢素生源途径中的第一个PKS/TPS杂合前体,278-1是SECs三元环氧形成的前体化合物。其余（278-3²78-14）均为PKS/TPS杂合类化合物,包括4个法尼基苯酚衍生物（278-3²78-6）和4个鼠李糖苷（278-11²78-14）,以及两对SECs类型的差向异构体（278-7²78-10）。突变菌株ΔAOL_s00215g278中含三元环氧的SECs化合物种类和含量均大大减少,而其生物合成前体及法尼基苯酚衍生物大量积累,表明AOL_s00215g278可能参与了三元环氧形成关键步骤。生物活性测试显示,化合物278-1对NCI-H1975、HepG2具有中等偏弱的细胞毒活性,IC₅₀在50μM左右;化合物278-2、278-11对NCI-H1975、HepG2、MCF-7具有中等或中等偏弱的细胞毒活性,其中278-2对细胞株NCI-H1975具较好细胞毒活性,IC₅₀为12μM。化合物278-7、278-9在40μM浓度下,278-10在1μM浓度下以及278-11在20μM浓度下可抑制IL-2的分泌,具有微弱的免疫抑制活性;化合物278-4与278-7在浓度为40μM下,278-11在20μM下可抑对LPS诱导RAW264.7细胞产生的炎症因子IL-6的分泌,具有微弱的抗炎活性。第三章少孢节丛孢中少孢素类化合物生物合成途径探究基于本课题组在前期研究工作中已证实少孢素类化合物生物合成途径的前三步反应,以及本论文对两株少孢节丛孢突变菌株分离得到的两个关键PKS/TPS杂合前体化合物（278-1和278-2）以及系列新颖的SECs衍生物的发现,我们对少孢素类化合物的生物合成途径展开了探究。推测由1分子乙酰辅酶A与3分子丙二酰酰辅酶A在聚酮合酶、脱羧酶、羟化酶等作用下生成Toluquinol,该化合物在法尼基转移酶作用下生成中间体Farnesyl hydroquinone（278-2）,自发氧化生成Farnesyl quinone（278-1）,之后经过氧化酶作用下生成环氧醌类化合物Farnesyl epoxy-quinones,然后在各种后修饰酶的作用下形成结构多样的SECs类化合物,最终直链倍半萜化合物再经过萜类环化酶的作用形成含单环倍半萜的少孢素类化合物。第四章环氧醌类天然产物研究进展环氧醌类天然产物（Epoxyquinone natural products）是指含有醌环或氢醌环以及三元氧环结构单元的一类天然产物,这类天然产物在自然界中广泛分布且具有广泛的生物学功能。本章综述了近30年来极具代表性的不同类型环氧醌类天然产物及其生物活性,为这类化合物的进一步研究与利用提供参考。