5.12　虫草素高效生物合成技术试验

试验研究中对不同蛹虫草菌株固体培养过程中虫草素产生及变化规律进行跟踪测定分析，筛选出虫草素的高产菌株，确定收获培养基进行虫草素提取的最佳生育期为现蕾期。

通过组合试验，确定固体培养生产虫草素的最佳培养基配方为：水料比1.2 mL/g，营养水中酵母膏22.8 g/L、蛋白胨6.5 g/L、葡萄糖25.5 g/L、KH₂PO₄2 g/L、MgSO₄ 0.5 g/L，营养水pH 6.6。通过正交试验，确定固体发酵生产虫草素的最佳环境因子组合为：每周光照时数18 h，光照强度4400 lux，温度22℃。按照上述最佳工艺条件固体发酵生产虫草素，经过大约13 d的培养，培养基中虫草素的含量达到0.6％以上。其生产效率比通过生产子实体来获取虫草素提高15倍以上，生产周期缩短1倍以上。和国外液体发酵生产虫草素的最高生产水平相比，本技术所生产的固体培养基中虫草素的含量比液体发酵的培养液中虫草素的含量提高近2倍，生产周期缩短约3 d。

虫草素生物合成的分子生物学研究：虫草素生物合成涉及多基因的表达和调控，开展克隆与虫草素生物合成相关基因的研究，有助于从分子水平了解虫草素生物合成的调控机制，为通过基因操作提高虫草素的产量奠定基础。

试验研究使用诱变剂对蛹虫草菌株进行诱变，筛选虫草素高表达的菌株，在确定该突变稳定可遗传的基础上，采用抑制消减杂交（suppression subtractive hybridization，SSH）技术，对虫草素表达产生的差异进行基因水平上的分析，以突变型（高表达虫草素的菌株）作为检测子，以野生型（未作诱变处理的出发菌株）作为驱动子，经过消减杂交后得到一组正调控基因片段的克隆，并对该组克隆进行了序列测定，克隆出7个虫草素生物合成相关的序列，分别命名为zhcs1、zhcs2、zhcs3、zhcs4、zhcs5、zhcs6、zhcs7，这些序列均为蛹虫草中首次，但是它们的具体功能如何，还有待进一步研究。

通过构建含有上述基因的高效植物表达转化载体，增加菌体内生物合成基因拷贝量，以提高虫草菌表达虫草素的含量。