中文摘要：

申请者一直致力于次生代谢物质的生物合成与代谢工程及其在农学上应用研究，取得如下研究成果1）率先在体外分离到具有生物合成活性的芥子油苷生物合成酶系统；首次以直接的实验证据证实细胞色素P450家族参与芥子油苷生物合成中肟的形成，提出肟的形成是芥子油苷和生氰糖苷生物合成中的共同步骤，确定了芥子油苷生物合成的早期步骤；提出代谢工程途径改善作物芥子油苷组分的策略和方法。2）首次克隆到BLM生物合成基因簇，提出BLM生物合成的线性模型；首次证实Type ?? NRPS的存在，在多肽生物合成上提出新概念，为新肽的生物合成与遗传工程提供新途径；阐明噻唑生物合成的机制；提出多肽-聚酮化合物杂合体代谢产物遗传工程的新策略。3）鉴定到真菌毒素腐马素生物合成关键酶Fum3p，并确定其功能；阐明了腐马素生物合成的早期步骤。这些研究在作物改良和农产品安全生产等方面具广阔应用前景。

结论摘要：

腐马素是农业和食品工业中最重要的真菌毒素之一，这种聚酮化合物衍生的天然产物由广泛污染玉米的串珠镰刀菌等病源真菌产生。这些毒素是神经酰胺合成酶的竞争性抑制剂，这种抑制导致牲畜中几种致命的疾病，并与人的食道癌和神经管缺陷有关。 三年来我们取得以下进展1）我们用遗传和生化手段系统地研究了腐马素生物合成的分子机制。结果表明，一个聚酮合成酶和一个全新的链释放酶负责腐马素碳骨架的合成，碳骨架的三羧酸酯化至少需要有3个酶，三羧酸酯在天然产物中是很少见的。此外，碳骨架的氧化还原需要四个酶，包括2个P450 单加氧酶，一个2－酮戊二酸双加氧酶和一个NADPH-酮还原酶。2) 我们已经发展了一个新的快速而灵敏地分析食品、蔬菜和饲料中腐马素含量的方法。3)我们发展了一种复合PCR的方法用来同时检测腐马素的污染菌和产毒能力。总之，我们现在对腐马素生物合成的机理，腐马素的检测和产毒菌的鉴定有了更好的认识。这种认识将有助于我们发展一些新的手段以降低农业和食品工业中腐马素的污染，此外，由于腐马素的结构在真菌聚酮化合物中很有代表性，我们对其生物合成的分子机制的认识将会帮助我们更好地研究其他真菌中分离的聚酮化合物