蛹虫草(Cordyceps militaris)是我国传统的名贵药食两用真菌,具有抗菌、抗肿瘤、提高免疫力、抗氧化与清除自由基等功能,可作为功能性食品的原料,改善和调理人体亚健康状况,同时也可作为天然抗菌成分代替防腐剂应用到食品、化妆品等工业。因此,蛹虫草资源的开发具有重要的实际应用价值。为了深入了解蛹虫草菌株对不同碳源的利用情况,为蛹虫草的发酵过程调控、代谢物中有效成分利用、新型蛹虫草功能食品和生物防腐剂的开发提供理论基础。本论文开展了如下研究:首先从新鲜感菌僵化柞蚕中分离得到一株虫草属真菌XD-YCC-2,经rDNA ITS序列比对分析后,确定其为蛹虫草菌,将其命名为C.militaris XD-YCC-2。其次,碳源对微生物的生长、代谢过程有较大的影响。本试验应用气相色谱-质谱联用(GC-MS)开展代谢组学研究:对蛹虫草菌株在葡萄糖、蔗糖、淀粉三种不同类型糖类为碳源进行液体发酵时,对不同的生长时期的菌丝、发酵液代谢物进行分析,得出差异代谢物和差异代谢通路。此外,论文还通过对菌丝液体发酵液的抑菌能力研究,分析在不同氧气浓度下发酵液对不同细菌的抑制能力。本文主要的研究结果如下:1、三种碳源中,葡萄糖作为单糖最易为菌株利用,其生物量在对数期增长速率最快;而菌株在利用多糖类物质淀粉时,起初利用效率较低,但在后期利于菌丝体生物量的增长。发酵25d后,菌丝生物量从高到低依次是:淀粉碳源>葡萄糖碳源>蔗糖碳源。2、通过对菌丝体乙酸乙酯提取物进行GC-MS分析,共检测到49种已知代谢物,包括醇类13种、酸类9种、烷类10种、糖类5种、酯类5种、酮类和醚类各2种,以及氨基酸、腺苷和胺等物质。对于三种碳源而言,代谢物差异最大的时期为7-13d,即是对数期初期,此时期菌株生长代谢活动旺盛,细胞内大量代谢物被消耗、转化、利用。3、通过对发酵液进行GC-MS分析,共检测到15种已知代谢物,其中六种为菌丝体和发酵液共同拥有的代谢物,主要是碳源代谢过程中的产物。以单一葡萄糖和蔗糖为碳源时,菌丝生长于物质交换是同步进行的,即菌丝体与发酵液进行物质交换的时期主要发生在生物量快速增长的时期;与之有所不同的是,淀粉为碳源时,菌丝先与培养基(液)进行物质交换和累积,再进行生物量增长。4、由于受到碳源类型的影响,菌丝体内的积累的糖类代谢产物并不相同。葡萄糖为碳源时,糖类代谢物以丙三醇和丙酸的形式积累;蔗糖为碳源时,D-果糖、饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸积累较多;而淀粉为碳源的菌株则更多将D-果糖转化为稀有糖(D-乙酮糖和D-阿洛酮糖)、D-甘露醇的形式存在,稀有糖和D-甘露醇是具有作为功能食品开发潜力的有效成分。5、不饱和脂肪酸合成和类固醇生物合成是蛹虫草菌株重要的差异代谢通路,并不受碳源类型的影响。甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸代谢与甲烷代谢、卟啉和叶绿素代谢、谷胱甘肽代谢、氰基氨基酸代谢、酰胺tRNA合成等代谢通路有关,葡萄糖和蔗糖为碳源的菌株在甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸代谢通路上表现更为活跃,因此这二者在以上代谢通路活跃度上要高于淀粉。6、以葡萄糖为碳源的蛹虫草发酵液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌抑制作用最佳,且发酵液浓度与抑菌效果呈正相关;氧气浓度显著影响蛹虫草发酵液对细菌的抑制效果;蛹虫草发酵液对革兰氏阳性菌生长的抑制作用强于对革兰氏阴性菌。