近日，上海农科院食用菌研究所科研团队在食药用真菌蛹虫草（Cordyceps militaris）的基因功能解析与产业应用领域取得新进展。两项研究结果同期发表于国际期刊《International Journal of Biological Macromolecules，IF:8.5》和《Horticulturae，IF:3.0》，分别揭示了蛹虫草自噬关键基因对子实体发育的调控机制，并创新性开发其提取物作为食用菌高效保鲜剂，为蛹虫草资源的高值化利用提供了新路径。
01首次系统阐明了蛹虫草自噬核心基因ATG1和ATG13的多重生物学功能
细胞自噬是真核生物的胞内降解系统，在饥饿、氧化应激等外界刺激下受损的细胞器通过双层膜包裹形成自噬体，与液泡融合，降解并循环利用的过程。团队通过基因敲除技术构建突变体，发现突变菌株发育缺陷：1）缺失CmATG1或CmATG13的菌株无法形成正常子实体，且菌丝形态异常、分生孢子产量下降36%-30%，萌发率显著降低；2）代谢抑制：突变体中虫草素含量暴跌87.2%和20.8%，麦角固醇和磷脂合成减少25%-79%，表明自噬途径深度参与活性物质积累；3）抗逆性减弱：营养胁迫下突变体生长受阻，对氧化应激（H₂O₂）和细胞壁抑制剂（刚果红）敏感性增强；4）致病力下降：基因缺失导致蛹虫草穿透昆虫体壁能力减弱，毒力显著降低。转录组分析进一步揭示，CmATG1通过调控MAPK信号通路、脂代谢和自噬相关基因表达，影响菌丝发育与次级代谢。该研究为大型真菌发育生物学提供了新理论依据。
该论文浙江农林大学与食用菌所联合培养研究生王亚婷、食用菌所汪滢研究员、李冰助理研究员为本论文的共同第一作者，浙江农林大学李南羿副教授和食用菌所邹根研究员为共同通讯作者。
02首次利用蛹虫草提取物作为天然保鲜剂
金针菇（Flammulina filiformis）作为我国重要的食用菌品种，其采后受呼吸代谢、酶活性改变以及微生物侵染等因素的影响，极易出现感官与营养品质的劣化现象，其中菌柄伸长、褐变及单增李斯特菌（Listeria monocytogenes）污染等问题尤为突出。研究创新性地利用蛹虫草提取物（CME）作为金针菇的天然保鲜剂。研究证实： CME对金针菇常见致病菌（单增李斯特菌、大肠杆菌）的抑菌圈达8-9 mm，最低抑菌浓度（MIC）为30 mg/mL，可减少环境微生物菌落数21.3%；研究进一步揭示了蛹虫草提取物的保鲜机理：1）降低多酚氧化酶（PPO）活性27.8%，延缓金针菇褐变；2）提升超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性14%-145%，降低丙二醛（MDA）积累18.3%；3）维持形态：有效抑制菌柄伸长51%，延缓菌盖扩张。通过成本换算得出，处理成本仅占金针菇价值的2.5%（0.025元/1元产品），该研究具备产业化潜力。
上海海洋大学与食用菌所联合培养研究生陈雯静、食用菌所李燕助理研究员为本论文的共同第一作者，食用菌所邹根研究员和汪滢研究员为共同通讯作者。
两项研究均得到国家重点研发计划（2023YFF1000800）和上海市农业科学院“卓越团队建设计划”[(2022)014]的资助。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.143523
https://doi.org/10.3390/horticulturae11050472
