冬虫夏草具有重要的药用价值,是我国一种稀有的名贵中药材。由于冬虫夏草生长环境的限制和人们过度的开采,虫草资源受到威胁。人工发酵冬虫夏草菌的无性型——中国被毛孢与天然冬虫夏草化学组成成分以及药理作用高度相似,适合替代天然冬虫夏草。本研究以提高中国被毛孢液体发酵菌丝体中的虫草多糖,虫草酸及脂肪酸3类活性物质的含量为目标,首先分析并验证了其生物合成代谢途径,对其中的功能基因进行差异表达分析,获悉途径中的关键酶类,最后通过添加这些关键酶类的直接底物或其他外源物质对这三种活性物质代谢途径进行调控,提高各成分的含量。以本实验室对中国被毛孢L0106进行基因组和转录组测序得到的数据为参考,本论文分析了虫草多糖,虫草酸及脂肪酸生物合成代谢途径,并从中国被毛孢菌丝体cDNA中成功PCR扩增得到这3条代谢途径中共43个功能基因,并通过构建重组表达质粒,使17个功能基因在E.coli BL21(DE3)中实现异源表达。本论文进一步利用荧光定量PCR技术和RPKM方法将不同生长阶段(3 d、6 d、9 d)的中国被毛孢的3条代谢途径中的基因及内参基因进行了差异表达分析,结果显示,18S rRNA为最适内参基因,三条代谢途径中有21个酶表现为表达上调,有8个酶表现为表达下调。另外,我们从表达上调的基因中筛选出了这3条代谢途径中8个显著表达上调的酶,从而可以确定这8个酶为中国被毛孢生物合成代谢过程中较为关键的酶。中国被毛孢不同生长阶段基因的差异表达分析结果表明中国被毛孢进入生长稳定期后,次级代谢产物开始大量合成,使中国被毛孢含有丰富的功能活性物质。最后,通过发酵前往培养基中添加不同浓度的葡萄糖、甘露糖、核糖、腺苷、谷氨酰胺、甘氨酸6种前体物或关键酶直接底物对中国被毛孢菌丝体液体发酵过程中虫草多糖及虫草酸含量进行调控,其中尤以核糖、甘氨酸的影响较大,当核糖添加浓度为1 mg/mL时,虫草多糖的含量最高达到5.176%,相比对照组提高了5倍。当甘氨酸添加浓度为1 mg/mL时,虫草酸浓度含量达到4.752%,相比对照组提高了4.7倍。葡萄糖添加浓度为5 mg/mL时,虫草多糖积累量最高到2.099%,比对照组提高了1倍。谷氨酰胺及甘露糖的添加也可不同程度积累虫草多糖的含量。而添加葡萄糖含量超过10 mg/mL时,低浓度的甘露糖及谷氨酰胺会抑制菌丝体生长。葡萄糖的添加可不同程度提高中国被毛孢中虫草酸含量,特别是当葡萄糖添加浓度为3mg/mL时,虫草酸含量达到40.02%,相比对照组虫草酸含量3.56%提高了11.2倍,显著提高了中国被毛孢中虫草酸的含量。