冬虫夏草作为我国特有的一种传统珍贵保健药材,与人参、鹿茸齐名。野生冬虫夏草本身资源比较有限,人为的过度采集最终导致自然资源面临枯竭。近年来,人们利用人工发酵冬虫夏草的无性型——中国被毛孢来获得与天然冬虫夏草化学组成成分以及药理作用基本相同的菌丝体,用以替代天然虫草来生产系列虫草制品。本研究以提高中国被毛孢液体发酵菌丝体中的核苷类化合物的含量为目标,预测并验证了核苷类化合物代谢途径,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,最后通过添加外源物质对核苷类化合物代谢途径进行代谢调控,提高各功能活性成分的含量。以实验室已测得的中国被毛孢L0106基因组和转录组数据为参考,本论文预测并绘制了中国被毛孢虫草素、嘌吟核苷以及嘧啶核苷代谢途径,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59个功能基因,并通过构建携带功能基因的重组表达质粒,使各功能基因在E.coli BL21(DE3)中实现异源表达。本论文进一步利用荧光定量PCR技术以不同生长阶段(3d、6 d、9 d)的中国被毛孢cDNA为模板,对虫草素、嘌呤核苷以及嘧啶核苷3条代谢途径中的基因进行了差异表达分析,结果显示,虫草素代谢途径和嘧啶核苷代谢途径中各有5个和2个基因表达下调,其余均表达上调,而嘌呤核苷中8个基因均为表达上调。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14个显著表达上调的基因,从而可以确定其编码的相应的13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核糖、腺苷、谷氨酰胺、甘氨酸、腺嘌呤、鸟嘌呤、次黄嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶以及胸腺嘧啶10种前体物或营养物对冬虫夏草中国被毛孢菌丝体液体发酵过程中虫草素、嘌呤核苷以及嘧啶核苷的含量进行调控,其中尤以核糖、腺苷、甘氨酸的影响较大,当核糖添加量为2.0 mg/mL时虫草素的含量最高达1.42 mg/g,较对照组的0.27 mg/g有了很大的提高。腺苷的添加使得游离腺苷量大大增加,从而胞内腺苷得到大量的积累。鸟苷和肌苷含量在调控过程中受添加物的影响不大,含量均没有明显变化。4.0 mg/mL的核糖和2 mg/mL的腺苷能促进鸟苷的积累,分别达到0.48 mg/g和0.65 mg/g。核糖、腺苷、甘氨酸、胞嘧啶均能提高胞苷的产量,当核糖浓度达到4 mg/mL时,胞苷达到7.73 mg/g,胞嘧啶的添加使胞苷含量从1.02 mg/g增加到13.35 mg/g,较对照组提高了 15倍。腺苷、甘氨酸、尿嘧啶、胸腺嘧啶均能提高尿苷和胸苷的产量,调控后,尿苷的产量最高达到了 17.06 mg/g,提高了 4倍,而1.0 mg/mL甘氨酸的添加量使胸苷的产量最高达到了 1.80mg/g,提高了 3.5倍。