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冬虫夏草Ophiocordyceps sinensis(Berk.) Sung,Sung,Hywel-Jones&Spatafora是一种虫生子囊真菌,寄生于鳞翅目Lepidoptera蝠蛾科Hepialidae钩蝠蛾属Thitarodes昆虫的幼虫,其无性型为中国被毛孢Hirsutella sinensis Liu,Guo,Yu&Zeng。它是青藏高原特色名贵滋补中药材,也是青藏高原中东部农牧民的主要经济来源之一,具有重要的药用和经济价值。目前冬虫夏草菌侵染钩蝠蛾幼虫罹病后形成虫菌体的过程尚不清楚,应用转录组技术探讨冬虫夏草菌在侵染前后及寄主钩蝠蛾昆虫在罹病前后的基因表达变化,对冬虫夏草资源的保护和可持续利用具有重要意义。 本研究依托建立在青海玉树治多海拔4600m的中山大学高寒草甸冬虫夏草孕育工程示范基地,在示范基地周边冬虫夏草适生地采集并分离培养了冬虫夏草菌中国被毛孢,同时采集并饲养了寄主钩蝠蛾属昆虫。形态学及ITS序列测序证实分离的菌株为中国被毛孢Hirsutella sinensis,采集饲养的昆虫为冬虫夏草寄主为加查钩蝠蛾Thitarodes jiachaensis。通过侵染实验将冬虫夏草菌侵染寄主昆虫,获得的罹病钩蝠蛾幼虫血淋巴中可见大量中国被毛孢虫菌体。分别提取纯培养的冬虫夏草菌中国被毛孢、饲养的健康钩蝠蛾及罹病钩蝠蛾总RNA并进行测序,首次获得了中国被毛孢在侵染前后及钩蝠蛾昆虫幼虫在罹病前后的转录组信息,其中中国被毛孢的转录组数据与已公布的冬虫夏草基因组比对率达85.06%。将转录测序信息拼接共获得冬虫夏草菌12903个基因、钩蝠蛾昆虫53076个基因及罹病钩蝠蛾的71990个基因;通过比对校正分析获得了校正Q-value<0.05的冬虫夏草菌中国被毛孢在侵染寄主前后差异表达基因1640个,钩蝠蛾昆虫被罹病前后差异表达基因1165个。通过GO及KEGG富集分析发现,中国被毛孢差异表达基因主要属于生物过程和分子功能基因相关,而钩蝠蛾昆虫在被侵染前后的差异基因主要与糖代谢、三羧酸循环及氧化磷酸化过程基因相关。与冬虫夏草形成及有性生殖触发相关基因有待进一步发掘和证实。该研究结果从分子转录水平增加了人们对冬虫夏草菌中国被毛孢侵染寄主钩蝠蛾昆虫形成冬虫夏草过程的认识,对冬虫夏草资源的可持续利用具有重要的理论指导意义。