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菌种退化严重影响蛹虫草集约化生产的稳定性和蛹虫草产业的健康发展。蛹虫草菌株多次继代培养后会出现退化现象,通常表现为清除活性氧能力下降。为了研究菌种退化表征及退化程度与活性氧代谢的关系,本试验以蛹虫草麦粒保藏菌种分离培养出的蛹虫草正常菌株W5,半退化菌株W5-1和退化菌株W5-2为研究对象,对不同退化程度的菌株形态、亚细胞结构、活性氧(ROS)代谢相关抗氧化酶活性变化进行了研究。以期探究退化菌株的生物学特性,以及活性氧累积和清除能力与其表征变化的关系。结果表明,(1)通过克隆蛹虫草W5,W5-1与W5-2的ITS序列,对比分析发现三株菌株ITS序列相似性达到98.66%,同源性较高,表明试验菌株分离自同一菌株,三者对比具有生物学意义。(2)退化蛹虫草菌落的生长发育速度有显著时空变化,半退化和退化菌株的菌落呈淡黄色,边缘呈白色,气生菌丝旺盛徒长,无法看到明显节律环;退化菌株培养前期生长速度极显著低于正常菌株和半退化菌株,培养后期,退化菌株和正常菌株生长速度极显著高于半退化菌株。(3)在宏观表征上,半退化和退化菌株表现为生长缓慢,培养周期变长,子实体产量、质量降低,整齐度下降,畸形。(4)在微观表征上,随着菌株退化程度加剧,其亚细胞结构和细胞器发生明显变化。菌丝外观结构上,正常菌丝挺直饱满,细胞壁表面光滑,半退化菌株中有部分菌丝饱满,但也会出现菌丝纤细并伴随扭曲的现象,细胞壁变薄,表面较粗糙,有凹陷小坑,退化菌株中大量纤细菌丝扭曲严重,隔膜分布不均匀,细胞壁缢裂,干瘪皱缩;细胞内部,正常菌株细胞质充盈,细胞核数量较多,线粒体数量较少。不同退化程度菌株细胞,部分细胞膜边缘不规整,胞内有较多大液泡,甚至相互融合形成大量空腔,细胞核数量减少,线粒体变小,脊变形,数量增多,菌丝尖端活性氧累积明显。(5)通过对抗氧化酶促体系中的8种抗氧化酶(SOD、CAT、POD、APX、GPX、GR、DHAR、MDHAR)活性进行测定,发现正常菌株的SOD、GR、DHAR的酶活性均极显著大于半退化和退化菌株,正常菌株的MDHAR的活性要显著大于退化菌株。而GR、DHAR、MDHAR均属于ASA-GSH循环的关键酶,因此推测蛹虫草菌种退化与抗坏血酸和谷胱甘肽的循环再生有关,为蛹虫草菌种退化相关研究工作提供了一个观点。(6)通过对SOD、GR、DHAR、MDHAR、菌丝细胞壁厚度和菌丝直径进行相关性分析,发现GR活性与其余5种变量都具有显著或极显著的正相关相关性,SOD活性与除细胞壁厚度外的4种变量都呈显著或极显著的正相关相关性,所以认为GR和SOD活性能在一定程度上代表菌丝退化程度,建议作为鉴定蛹虫草菌种退化的指标。