九州虫草、蛹虫草等虫草具有较好的药用价值,其产生的虫草素、多糖等物质使虫草具有抗肿瘤、抗氧化、降血糖等功效。黄芪、灵芝、半枝莲和人参是常见的中药,活性成分复杂多样,同样能起到抗肿瘤、抗氧化等作用。将中药与虫草进行固态发酵,有可能得到活性物质含量更高、种类更多、药用价值更好的发酵菌质,但中药加入培养基后是如何改变虫草代谢的,还有待探究。本研究选分别选用九州虫草和蛹虫草与黄芪、灵芝、半枝莲和人参等四种中药进行双向固体发酵。首先,在大米培养基中分别添加黄芪、灵芝、半枝莲和人参这四种中药,分别接种九州虫草和蛹虫草,进行固体发酵,测定其中虫草素等活性物质的含量,发现加入中药后均能提高发酵菌质中虫草素的含量,并且九州虫草发酵效果优于蛹虫草,黄芪培养基中的虫草素含量最高,其次是灵芝培养基。调整黄芪和灵芝在培养基中的比例,即中药添加量分别为10%、20%、30%、40%和50%,接种九州虫草,发酵20天后测定发酵菌质中虫草素、喷司他汀和多糖的含量,发现黄芪-九州虫草发酵菌质中虫草素、喷司他汀和多糖的含量高于灵芝-九州虫草发酵菌质,而中药添加量为20%及以上时,发酵菌质中上述物质含量较高。随后选择中药添加量为20%的发酵菌质进行斑马鱼胚胎发育毒性的评价,未发现黄芪-九州虫草发酵提取物对斑马鱼胚胎发育有影响,但灵芝组则对其有一定的毒害作用。之后,在大米培养基中加入20%的黄芪,对九州虫草进行培养,分别在九州虫草的菌丝生长期(CKK1)、转色期(CKK2)、原基生长期(CKK3)以及子实体时期(CKK4)收集发酵菌质并检测其中黄酮类、皂苷类和虫草素、腺苷等活性物质的含量动态变化,结果显示,随发酵时间的增加,腺苷和虫草素的含量先增加后降低,且在发酵第30天时最高,黄酮类物质含量逐渐下降,皂苷类物质含量先增加,并且在发酵第17d左右达到最高,之后均呈下降趋势。此外,在九州虫草四个不同生长长阶段取样,进行转录组测序分析,结果显示,调节疏水蛋白合成的基因在CKK1中的表达量高于其他三个时期,利于菌丝体生长。在CKK2中,与嘌呤代谢相关的基因表达高于其他三个时期,因此合成较多的腺苷和虫草素。在CKK3中,大量合成脂质、芳香族氨基酸等物质,同时细胞内的信息传递增加,促进九州虫草原基的形成,并促使子实体的发生。在CKK4中,核酸代谢、核糖体形成以及碳代谢加速,细胞大量增殖形成子实体和孢子。