近日，上海農(nóng)科院食用菌研究所科研團(tuán)隊(duì)在食藥用真菌蛹蟲草（Cordyceps militaris）的基因功能解析與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域取得新進(jìn)展。兩項(xiàng)研究結(jié)果同期發(fā)表于國(guó)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(guān)鍵基因?qū)ψ訉?shí)體發(fā)育的調(diào)控機(jī)制，并創(chuàng)新性開發(fā)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(tǒng)闡明了蛹蟲草自噬核心基因ATG1和ATG13的多重生物學(xué)功能

細(xì)胞自噬是真核生物的胞內(nèi)降解系統(tǒng)，在饑餓、氧化應(yīng)激等外界刺激下受損的細(xì)胞器通過雙層膜包裹形成自噬體，與液泡融合，降解并循環(huán)利用的過程。團(tuán)隊(duì)通過基因敲除技術(shù)構(gòu)建突變體，發(fā)現(xiàn)突變菌株發(fā)育缺陷：1）缺失CmATG1或CmATG13的菌株無法形成正常子實(shí)體，且菌絲形態(tài)異常、分生孢子產(chǎn)量下降36%-30%，萌發(fā)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(zhì)積累；3）抗逆性減弱：營(yíng)養(yǎng)脅迫下突變體生長(zhǎng)受阻，對(duì)氧化應(yīng)激（H?O?）和細(xì)胞壁抑制劑（剛果紅）敏感性增強(qiáng)；4）致病力下降：基因缺失導(dǎo)致蛹蟲草穿透昆蟲體壁能力減弱，毒力顯著降低。轉(zhuǎn)錄組分析進(jìn)一步揭示，CmATG1通過調(diào)控MAPK信號(hào)通路、脂代謝和自噬相關(guān)基因表達(dá)，影響菌絲發(fā)育與次級(jí)代謝。該研究為大型真菌發(fā)育生物學(xué)提供了新理論依據(jù)。

該論文浙江農(nóng)林大學(xué)與食用菌所聯(lián)合培養(yǎng)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(nóng)林大學(xué)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(guó)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(xiàn)感官與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的劣化現(xiàn)象，其中菌柄伸長(zhǎng)、褐變及單增李斯特菌（Listeria monocytogenes）污染等問題尤為突出。研究創(chuàng)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(shí)： CME對(duì)金針菇常見致病菌（單增李斯特菌、大腸桿菌）的抑菌圈達(dá)8-9 mm，最低抑菌濃度（MIC）為30 mg/mL，可減少環(huán)境微生物菌落數(shù)21.3%；研究進(jìn)一步揭示了蛹蟲草提取物的保鮮機(jī)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(tài)：有效抑制菌柄伸長(zhǎng)51%，延緩菌蓋擴(kuò)張。通過成本換算得出，處理成本僅占金針菇價(jià)值的2.5%（0.025元/1元產(chǎn)品），該研究具備產(chǎn)業(yè)化潛力。

上海海洋大學(xué)與食用菌所聯(lián)合培養(yǎng)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(xiàng)研究均得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2023YFF1000800）和上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院“卓越團(tuán)隊(duì)建設(shè)計(jì)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