近日，上海農科院食用菌研究所科研團隊在食藥用真菌蛹蟲草（Cordyceps militaris）的基因功能解析與產業應用領域取得新進展。兩項研究結果同期發表于國際期刊《International Journal of Biological Macromolecules，IF:8.5》和《Horticulturae，IF:3.0》，分別揭示了蛹蟲草自噬關鍵基因對子實體發育的調控機制，并創新性開發其提取物作為食用菌高效保鮮劑，為蛹蟲草資源的高值化利用提供了新路徑。

01首次系統闡明了蛹蟲草自噬核心基因ATG1和ATG13的多重生物學功能

細胞自噬是真核生物的胞內降解系統，在饑餓、氧化應激等外界刺激下受損的細胞器通過雙層膜包裹形成自噬體，與液泡融合，降解并循環利用的過程。團隊通過基因敲除技術構建突變體，發現突變菌株發育缺陷：1）缺失CmATG1或CmATG13的菌株無法形成正常子實體，且菌絲形態異常、分生孢子產量下降36%-30%，萌發率顯著降低；2）代謝抑制：突變體中蟲草素含量暴跌87.2%和20.8%，麥角固醇和磷脂合成減少25%-79%，表明自噬途徑深度參與活性物質積累；3）抗逆性減弱：營養脅迫下突變體生長受阻，對氧化應激（H?O?）和細胞壁抑制劑（剛果紅）敏感性增強；4）致病力下降：基因缺失導致蛹蟲草穿透昆蟲體壁能力減弱，毒力顯著降低。轉錄組分析進一步揭示，CmATG1通過調控MAPK信號通路、脂代謝和自噬相關基因表達，影響菌絲發育與次級代謝。該研究為大型真菌發育生物學提供了新理論依據。

該論文浙江農林大學與食用菌所聯合培養研究生王亞婷、食用菌所汪瀅研究員、李冰助理研究員為本論文的共同第一作者，浙江農林大學李南羿副教授和食用菌所鄒根研究員為共同通訊作者。

02首次利用蛹蟲草提取物作為天然保鮮劑

金針菇（Flammulina filiformis）作為我國重要的食用菌品種，其采后受呼吸代謝、酶活性改變以及微生物侵染等因素的影響，極易出現感官與營養品質的劣化現象，其中菌柄伸長、褐變及單增李斯特菌（Listeria monocytogenes）污染等問題尤為突出。研究創新性地利用蛹蟲草提取物（CME）作為金針菇的天然保鮮劑。研究證實： CME對金針菇常見致病菌（單增李斯特菌、大腸桿菌）的抑菌圈達8-9 mm，最低抑菌濃度（MIC）為30 mg/mL，可減少環境微生物菌落數21.3%；研究進一步揭示了蛹蟲草提取物的保鮮機理：1）降低多酚氧化酶（PPO）活性27.8%，延緩金針菇褐變；2）提升超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）活性14%-145%，降低丙二醛（MDA）積累18.3%；3）維持形態：有效抑制菌柄伸長51%，延緩菌蓋擴張。通過成本換算得出，處理成本僅占金針菇價值的2.5%（0.025元/1元產品），該研究具備產業化潛力。

上海海洋大學與食用菌所聯合培養研究生陳雯靜、食用菌所李燕助理研究員為本論文的共同第一作者，食用菌所鄒根研究員和汪瀅研究員為共同通訊作者。

兩項研究均得到國家重點研發計劃（2023YFF1000800）和上海市農業科學院“卓越團隊建設計劃”[(2022)014]的資助。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.143523

https://doi.org/10.3390/horticulturae11050472