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蛹虫草[Cordyceps militaris(L.) Link]是一种具有多种营养价值和滋补功效的食药用真菌，也是目前可以规模化栽培的虫草种类之一。蛹虫草为虫草属的模式种，生长迅速，在人工培养基或昆虫的蛹体上能产生无性和有性阶段，含有独特的虫草素，成为食药用菌生物学研究的理想模型。光照是蛹虫草子实体发育必不可少的环境因子，本研究通过蛹虫草光形态建成、光反应受体基因克隆及功能研究，阐明蛹虫草的光反应、光受体基因的特点及其在生长发育和代谢产物产生中的作用，为蛹虫草子实体发育研究和代谢产物的高效生产提供依据。 本文选择5株具有不同栽培性状的代表性菌株，研究了蛹虫草光形态建成。除白化和退化菌株外，其他菌株在白光和蓝光条件下菌落正反面都产生色素，且蓝光条件下颜色更深;光照尤其是蓝光显著抑制蛹虫草菌株的生长，所有菌株中退化菌株生长速度最快;光照尤其是白光显著促进分生孢子的产生。光照促进蛹虫草类胡萝卜素的产生。采用单因素和Box-Behnken试验设计对子实体类胡萝卜素提取的条件进行了优化，得到最佳条件为酸热法破壁，提取溶剂丙酮∶石油醚(4∶1)，液固比24∶1，提取时间1h，提取3次。白化菌株子实体中几乎不含类胡萝卜素。Hi-tail PCR扩增得到了蛹虫草和冬虫夏草的蓝光受体基因Cmwc-1和Oswc-1。Cmwc-1全长2951 bp，含有1个59-bp的内含子，编码958 aa; Oswc-1全长3391bp，包含1个73-bp的内含子，编码1105aa。CmWC-1和OsWC-1与粗糙脉孢菌蓝光受体蛋白NcWC-1的保守结构域基本一致，包含富含谷氨酰胺结构域，LOV(Light，Oxygen，or Voltage)，PAS(Per-Arnt-Sim)和锌指结构等。比较不同菌株的Cmwc-1序列，孢子头菌株40和43，退化菌株13的CmWC-1在5，端富含谷氨酰胺结构域缺失5个谷氨酰胺。贝叶斯法和最大似然法构建WC-1的系统发育树，证实CmWC-1和OsWC-1为光反应受体同源蛋白，且WC-1在目、科级别可以作为系统发育分析的标记蛋白。光照促进菌丝中Cmwc-1和Oswc-1的表达，白光光照15 min左右其表达量达到最大值，分别约为黑暗条件下的2倍和4-5倍。以pAg1-H3为出发载体，同源重组构建敲除载体pAg1-H3-Cmwc1，以蛹虫草分生孢子为受体，农杆菌AGL-1介导转化，得到菌株40d8(MAT1-1)，40d22(MAT1-1/MAT1-2)，40d26(MAT1-2)及白化菌株81的Cmwc-1敲除株。Cmwc-1敲除菌株均不能形成原基和子实体，光照后不转色，分生孢子产量、类胡萝卜素和虫草素含量较野生型降低。野生型菌株光照刺激后vvd表达量上调13倍，而在敲除株中几乎没有变化，证实vvd表达与Cmwc-1相关。光照刺激后类胡萝卜素合成关键基因ggpp191，ggpp595，ggpp797表达量均较野生型下调，与类胡萝卜素含量下降的表型一致;基因veA，c2h2在敲除株中光照前后均较野生型上调表达表明其在分生孢子形成中可能起负调控作用。