蛹虫草Cordyceps militaris (L.) Fr.是虫草属Cordyceps的模式种,主要寄生阔叶林或混交林地表土层中鳞翅目昆虫的蛹或幼虫。作为一种重要的经济真菌,蛹虫草富含多种生物活性物质（虫草素、虫草酸、多糖、类胡萝卜素、喷司他丁等）,表现出广泛的生理活性（抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗氧化、抗炎、免疫调节等）,具有较好的医疗保健功效和重要的经济价值（Das et al. 2010;Tuli et al. 2013;Cui 2015;左锦辉等2018）。蛹虫草在世界上广泛分布,多见于亚洲、欧洲、北美洲、南美洲的温带、低海拔林地,作为虫生真菌对自然环境中害虫种群的控制起到一定的作用。蛹虫草生长较快,易于遗传操作,目前已有不少分子生物学和基因工程方面的研究工作（Xiong et al. 2013;Lu et al. 2016;Yang et al. 2016）。蛹虫草也容易培养,在大米、小麦等基质上,以及在桑蚕、柞蚕等昆虫的蛹上都可培养出子实体。基于以上原因,蛹虫草是目前虫草类真菌中研究和应用最为广泛的物种之一,并于2009年被我国卫生部正式批准为新资源食品（后改称新食品原料）,形成产值数十亿的巨大产业（Dong et al. 2015;董彩虹等 2016）。

张姝等（2013）曾从分类学地位、地理分布、生活史、寄主范围、遗传多样性、分子遗传学、生态学、人工栽培、产品开发等方面对蛹虫草进行过较为系统的评述。当时,蛹虫草的基因组刚刚发布,有关其组学方面的研究很少。近年来,蛹虫草组学方面的研究已经取得了重要的进展,科学家们陆续从基因组、线粒体基因组、甲基化组、转录组、蛋白质组、代谢网络等角度对蛹虫草开展了广泛而深入的研究。本文就目前蛹虫草组学水平的研究现状进行综述,期望对进一步推动蛹虫草的深入研究提供帮助。

截至目前,GenBank数据库中共有3个蛹虫草菌株（Cm01、ATCC34164和HN）的基因组组装数据（表1）。最早在2011年,中国科学院植物生理生态研究所王成树团队以Cm01（= CGMCC 3.14242）菌株为材料,基于454和SOLiD平台的测序数据首先公布了蛹虫草的基因组数据（Zheng et al. 2011）。该菌株是蛹虫草商业栽培使用的菌株之一,其基因组全长32.2Mb,含有9 684个蛋白编码基因,被组装到33条scaffold。进化基因组分析表明,蛹虫草的出现较绿僵菌早约1.3亿年,各自独立进化而具有杀虫特性。与其他真菌相比,蛹虫草具有较少的次生代谢产物合成的核心基因（仅37个）,但蛋白酶、几丁质酶等用于昆虫体壁降解的蛋白质家族表现出明显的扩张现象。蛹虫草基因组大约有16%的编码基因（1 547个）参与真菌-昆虫的相互作用,不存在编码对人类有害的已知真菌毒素的基因。菌株Cm01基因组数据的公布极大促进了蛹虫草其他组学以及分子生物学相关的研究。

三代DNA测序技术问世后,Kramer & Nodwell（2017）利用PacBio长读长测序技术,对蛹虫草菌株ATCC 34164（分离自荷兰巴恩地区采集的蝶蛹）进行测序,将其组装到了染色体的水平。该菌株共有7条染色体,每条染色体长度范围1.9-8.3Mb,总长33.6Mb,共编码9 371个基因。在该菌株基因组中发现至少36个编码次生代谢产物的基因簇,它们不均匀地分布在7条染色体上（这7条染色体上分别有1、4、5、4、7、8、7个基因簇）。这些基因簇编码8个非核糖体肽合酶（NRPS）、7个Ⅰ型聚酮合酶（T1PKS）、6个聚酮合酶-非核糖体肽合酶（PKS-NRPS）杂合体、4个萜烯合酶、1个吲哚合酶和10个其他酶类。

Chen et al.（2019）基于PacBio测序数据组装了菌株HN（分离自中国长白山地区,但NCBI中记录的菌株名为01）的基因组,共得到14条重叠群（contig,长度范围0.35-4.58Mb）,总长32.6Mb。其中,4条重叠群在两端都带有端粒序列,代表完整染色体;另有8条重叠群只在5’或3’端带有端粒序列。该菌株中预测的基因数（10 095个）略多于Cm01和ATCC 34164。通过与Cm01和ATCC 34164的比较,发现不同蛹虫草菌株间可能存在染色体间易位。例如,HN菌株的contig 3对应Cm01菌株scaffold 1、5、7中的部分序列;HN菌株的contig 8对应Cm01菌株scaffold 1、6、7、10中的部分序列。

蛹虫草除细胞核中含有遗传物质外,在线粒体中也有遗传物质。目前,已有多个蛹虫草菌株完成了线粒体基因组测序。韩国科学家Sung（2015）最先报道蛹虫草的线粒体基因组,使用的菌株为EFCC-C2（地理来源不详）。EFCC-C2的线粒体基因组全长33 277bp,包含14个常见的线粒体蛋白编码基因、2个rRNA基因和27个tRNA基因。该菌株共含有8个线粒体内含子,存在于rnl（4个内含子）、cob（1个）、cox1（1个）、cox2（1个）、cox3（1个）等基因中。这些内含子全部为Ⅰ型内含子,可编码GIY-YIG归巢内切酶、LAGLIDADG归巢内切酶或核糖体蛋白S3。

2015年,本课题组先是组装了蛹虫草菌株Cm01（为表1中基因组测序相同的菌株）和V26-17（北京一家公司的生产菌株）的线粒体基因组,并与EFCC-C2进行比较。研究发现,这3个菌株线粒体基因组的大小从29.5kb到33.3kb,相差约4kb,主要是由内含子数目的不同造成的（各菌株含有4、6或8个内含子）（Zhang et al. 2015）。这是首次在蛹虫草中报告种内线粒体DNA的分化。后来,我们组装了另外8个蛹虫草菌株（V40-4、V40-5、CM09-9-24、CM09-31-28、CM552、CM06、F2、CMB）的线粒体基因组序列。在GenBank中还可查询到别人提交的蛹虫草菌株HN001的线粒体基因组序列（登录号MH211587）,其序列与菌株Cm01和F2的序列完全相同。综合分析这些蛹虫草菌株,可以发现线粒体DNA更大程度的变异,线粒体基因组大小的变化幅度从26.5kb（CM06）到33.9kb（V40-5）,相差约7.4kb;相应地,不同菌株含有2-8个数目不等的内含子（Zhang et al. 2017）。通过对不同菌株中内含子分布情况的比较,发现蛹虫草在进化过程中总体趋势是丢失线粒体内含子,但部分内含子可以“失而复得”,甚至“得而再失”（Zhang et al. 2015）。目前,本课题组正在对更广泛范围来源的蛹虫草菌株进行线粒体DNA遗传多样性的分析,期望充分揭示其线粒体DNA遗传多样性,并为蛹虫草种质资源保护提供理论依据。值得说明的是,尽管蛹虫草线粒体内含子的分布模式表现出多态性,但其线粒体DNA具有很高的遗传稳定性。我们对10个组织分离菌株和8个单分生孢子菌株连续转接培养15代,没有发现线粒体内含子分布模式发生改变（张姝等2018）。

DNA甲基化是调节基因表达的重要方式之一。蛹虫草基因组和线粒体基因组序列的公布为开展DNA甲基化分析（以及后面的转录组分析）奠定了基础。目前,科学家们使用BS-Seq（亚硫酸氢盐测序）和三代测序技术开展了蛹虫草DNA甲基化的相关研究,涉及菌丝体、原基、子实体等不同发育阶段的材料（表2）。

Wang et al.（2015）对蛹虫草菌株PM53培养3d时收集的菌丝体和子实体原基分别进行甲基化分析,发现这两个样品整体的DNA甲基化水平相当（0.39% vs. 0.4%）,但是mC（甲基胞嘧啶）的分布差异明显,说明DNA甲基化在蛹虫草生长发育过程中是一个动态变化的过程。鉴定出225个差异性甲基化区域（differentially methylated region,DMR）,其中,141个（63%）分布在非基因区,84个（37%）分布在基因区。从这些DMR中共分析出136个DMR相关基因（指基因上游或者基因本体上具有DMR分布的基因）,多与能量代谢、信号传导等过程相关,说明蛹虫草DNA甲基化可能通过调控生长发育相关基因的表达,从而参与蛹虫草的正常生长发育过程。结合转录组测序数据,发现符合高甲基化低表达这一规律的基因只占总DMR相关基因的8.8%（12/136）,因此,蛹虫草中基因的甲基化与表达之间没有高度的一致性。

Xin et al.（2019）对蛹虫草野生株（CmG1）和突变株（CmG6,由CmG1连续转代培养到第6代获得,丧失产子实体的能力）的菌丝体分别进行甲基化分析,发现野生株和突变株的DNA甲基化水平分别为0.48%和0.56%。通过对野生株和突变株的比较,共鉴定出188个DMR。DMR相关基因参与丙酮酸代谢、甘油磷脂代谢、DNA复制和N-聚糖生物合成等。

Chen et al.（2019）从蛹虫草菌株HN子实体中提取DNA进行甲基化分析,在14条contig上均发现有甲基化位点,而且4种碱基均可发生甲基化（Chen et al. 2019）。其中,m6A（6-甲基腺嘌呤）共有5 340个（占腺嘌呤总数的0.016%）,其甲基化模式主要为GA和GGAG形式;m4C（4-甲基胞嘧啶）共有27 567个（占胞嘧啶总数的0.085%）,其甲基化模式主要为GC或CG/GC。4mC和6mA修饰位点在启动子、外显子、内含子、基因间区、5’-UTR和3’-UTR等区域均有分布,但以基因间区分布最多。甲基化的基因参与氨酰tRNA生物合成、氨基酸代谢、N-聚糖生物合成、硫代谢、丙酸酯代谢、胞吞作用等许多生理过程。

Wang et al.（2020a）以采自长白山的蛹虫草菌株HN001（原文如此,很可能与前面的HN为同一菌株）为材料,开展了蛹虫草线粒体DNA甲基化的分析。从该菌株中共发现498个甲基化修饰位点,正义链和反义链上分别有261和237个。这些修饰位点包含14个4mC（占胞嘧啶总数的0.377%）和8个6mA（占腺嘌呤总数的0.068%）。同时,对该菌株进行三代全长转录组测序,发现线粒体基因rns和rnl存在可变剪切（AS,alternative splicing）,然而奇怪的是,从三代测序数据中没有检测到线粒体基因组中蛋白编码基因的转录。

目前,蛹虫草在转录组水平已有较多研究工作,RNA-Seq是转录组分析最常使用的方法（表3）。这些研究从蛹虫草菌丝体与子实体、正常菌株与退化菌株、不同条件下培养的菌丝体等角度开展了基因转录的比较分析。

蛹虫草在发育过程中有菌丝体和子实体两个明显的阶段,通过转录组分析有助于找到调控生长发育相关的基因。在蛹虫草基因组序列公布之前,Xiong et al.（2010）利用蛹虫草菌株Pm36构建cDNA文库并对大量克隆进行测序,发现用不同培养基（SDB和大米）培养蛹虫草菌丝体,以及用不同基质（大米和蚕蛹）培养子实体,其转录表达谱都存在差异。相比有性阶段,蛹虫草在无性阶段上调表达了与细胞代谢、能量代谢和应激反应相关的基因。在大米培养基上培养的子实体和在蚕蛹上培养的子实体也存在转录差异,但二者均富集了与细胞壁结构相关的转录本。Zheng et al.（2011）在发表蛹虫草菌株Cm01的基因组工作时,还同时比较了菌丝体（使用SDB培养基）和柞蚕蛹子实体（分早、中、晚3个时期）的基因转录情况,发现超过63%的基因在菌丝体和子实体中均得到表达。相对于菌丝体阶段,子实体阶段有超过900个基因明显表达上调,大约2 000个基因表达下调。在子实体阶段,与细胞壁结构及生物合成、解毒、蛋白降解、氨基酸转运有关的基因显著高表达;在菌丝体阶段,与快速生长和碳代谢相关的基因显著高表达。此外,该研究还发现,与其他真菌不同,蛹虫草子实体发育主要受MAPK（丝裂原活化蛋白激酶）信号途径调控,而非MAPK和PKA（蛋白激酶A）共同调控。Yin et al.（2012）利用蛹虫草菌株CM-whu也比较了菌丝体（PDA培养基上培养）和子实体（大米培养基上培养）的基因转录情况,共发现2 712个差异表达的基因（differentially expressed genes,DEGs）,其中,菌丝体中2 113个基因上调表达,子实体中599个基因上调表达。在表达量最丰富的前100个基因中,超过10%（菌丝体11个,子实体20个）为病原物-宿主互作相关基因,说明尽管没有在昆虫体上接种,蛹虫草仍稳定地表达这些基因。与虫草素代谢通路相关的基因多数在菌丝体中表达上调。菌丝体中胞内核苷酸结合、代谢和转录调节活性较高,这可能是为后面的子实体阶段做准备。子实体中信号转导、碳水化合物和脂肪代谢更为重要,因为子实体阶段需要更多的能量和营养,而大米培养基中丰富的碳水化合物正可得以充分利用。该文作者还分别在菌丝体和子实体中发现了654和424个AS事件,以内含子保留为最主要的类型,占比约55%（Yin et al. 2012）。在菌丝体和子实体中发生AS的基因分别有552和368个,其中182个基因在两个发育阶段均可发生AS,因此检测到发生AS的基因总数为738个（占总基因数的比例为7.6%）。菌丝体阶段比子实体阶段存在较多的特异发生AS的基因（370 vs. 186）,提示AS事件受到不同发育阶段的影响。同时,这些阶段特异发生AS的基因可能在真菌发育中具有重要的功能。在菌丝体和子实体中还分别发现了3 318和2 932个新的转录本。

菌株退化是制约食用菌规模化生产的重要因素。蛹虫草菌株发生退化后,会影响生长速度、产孢能力、色素产生和子实体分化等,导致栽培失败和经济损失。研究清楚菌株退化的机制,有助于解决退化问题。Yin et al.（2017）对蛹虫草菌株YCC进行连续6代的继代培养,通过观察子实体的生长情况发现从第3代开始发生退化,至第4代完全无子实体产生。对各代菌丝体进行转录组测序发现,相对于第1代菌株,第2、3、4、5、6代菌株分别存在1 892、2 498、2 006、2 273、2 188个DEG,其中第3代菌株的DEG数目最多（包含1 729个上调基因和769个下调基因）,提示这些DEG可能与菌株退化有关。这些DEG的功能与毒素生物合成、能量代谢、DNA甲基化和染色体重构等有关。此外,在每一代菌丝体中还发现至少5 000个AS事件,尤以第2、4、6代较多（分别有6 230、6 170、6 320个）,因此,较高的AS也可能与菌株退化有关。蛹虫草在栽培过程中有时会发生白化现象,也是菌株退化的表现之一。Wang et al.（2018）分离得到一株蛹虫草白化菌株,在光照条件下培养时,该白化菌株的菌落始终保持白色,而正常菌株的菌落可转黄色。与正常菌株相比,白化菌株分生孢子产量和类胡萝卜素产量明显减少,但合成虫草素的能力却得到提高。转录组测序发现,相比正常菌株,白化菌株在黑暗条件下上调表达了758个基因,下调表达了506个基因;在光照条件下上调表达了771个基因,下调表达了646个基因。响应光照时（即光照和黑暗条件下比较）,白化菌株比正常菌株有更多的DEG（1 013 vs. 697）,最显著富集的通路与DNA复制和修复有关。部分次生代谢产物生物合成相关基因也在两个菌株间差异表达。定量PCR结果显示,细胞色素P450和甲基转移酶可能与两个菌株间的表型差异有关。

在不同碳源条件下,蛹虫草菌丝生长及合成虫草素的能力存在差异。Raethong et al.（2018）分别在葡萄糖、蔗糖、木糖3种碳源条件下培养蛹虫草菌株TBRC 6039,发现葡萄糖和蔗糖做碳源时的菌丝体总量和虫草素产率都比木糖高。与此相一致,转录组测序发现,葡萄糖和蔗糖间有较少的DEG（858个）,而木糖与葡萄糖间、木糖与蔗糖间有较多的DEG（分别为2 098个和1 799个）。

蛹虫草正常菌株在黑暗培养时菌落显白色,在光照培养时菌落显黄色（因合成类胡萝卜素）。Lou et al.（2019）分别在黑暗和光照条件下培养蛹虫草菌株CM10,发现在黑暗培养时有8 793个基因表达,在光照培养时有8 807个基因表达。以黑暗培养为对照,光照培养检测出1 722个DEG,其中866个表达上调,856个表达下调。被GO分类系统归类为“代谢过程”、“膜”和“催化活性”的DEG最可能与蛹虫草色素的生物合成有关。KEGG途径的富集分析表明,DEG主要富集在“代谢途径”、“MAPK信号通路-酵母”和“次生代谢物的生物合成”中。根据KEGG数据库搜索结果,蛹虫草中CCM_06728和CCM_09155这两个基因可能参与类胡萝卜素合成,但他们在黑暗和光照培养条件下的表达并没有显著差异,定量PCR也支持该结果。因为类胡萝卜素属于萜类化合物,因此对萜类合成酶基因Cmtns进行了功能验证,发现该基因显著影响蛹虫草类胡萝卜素的合成。

娄海伟等（2021）用产类胡萝卜素能力差异的两种培养基（碳氮比不同）培养蛹虫草菌株CM10。转录组测序发现,这两种培养基培养的菌丝体存在936个DEG。以类胡萝卜素产量低的培养基为对照,类胡萝卜素产量高的培养基中有318个基因表达上调,618个基因表达下调。定量PCR发现,CCM_06728和CCM_09155这两个基因的表达在两种培养基中没有显著差异,而CCM_05119和CCM_07824这两个基因在类胡萝卜素高产量培养基中的表达上调。

Yang et al.（2016）构建了蛹虫草Cmwc-1（蓝光受体基因）的敲除株,发现敲除株不能形成原基和子实体,光照后不转色,分生孢子、类胡萝卜素和虫草素产量较野生型低。对光照前后的野生型和敲除株菌丝体进行转录组测序,发现野生型和敲除株分别有1 042和458个光响应基因,其中有166个基因为野生型和敲除株共有。与野生型相比较,敲除株在黑暗和光照条件下分别有617和852个基因差异表达,其中224个基因为两种条件下共有。蛹虫草基因组中光受体Vivid、cryptochrome-1和CPD photolyase基因的表达受到光照的强烈诱导,而且这种光诱导依赖于CmWC-1,但是phytochrome和cryptochrome-2不受CmWC-1调控。该研究还发现在参与真菌光反应的转录因子中,Zn₂Cys₆型转录因子在蛹虫草的光反应中起主导作用。

L-丙氨酸能促进虫草素的合成。Chen et al.（2020a）分别用基础培养基和添加L-丙氨酸的培养基培养蛹虫草菌株CM10,发现添加L-丙氨酸可将虫草素的产量提高1倍。转录组测序发现,添加L-丙氨酸后有511个基因表达上调,472个基因表达下调。与能量产生和氨基酸转化相关的生物途径被激活,从而提高了虫草素的产量。找出了这些途径中限速酶的特异性基因,以及相关的转录因子,其中两个关键的Zn₂Cys₆型转录因子CmTf1和CmTf2通过其编码基因在蛹虫草中的过表达,发挥了使虫草素产量翻倍的作用。

蛹虫草蛋白质组水平的研究目前仅在一篇文献中有涉及。Yin et al.（2012）对蛹虫草菌丝体（PDA培养基上培养）和子实体（大米培养基上培养）进行蛋白质组分析,从中分别检测到359和214个非冗余蛋白,其中98个蛋白在两个阶段均被检测到,包括糖苷水解酶、热击蛋白70、烯醇酶、葡萄糖-6-磷酸异构酶、转酮醇酶等。参与生物合成、转录和翻译的代谢途径在菌丝体阶段更为重要,而碳水化合物代谢和某些降解途径更有利于子实体的生长。这与转录组分析结果一致（Yin et al. 2012）。

前面的基因组测序发现,蛹虫草基因组中有许多编码次生代谢产物的基因簇,因此蛹虫草具有合成多种次生代谢产物的潜力。在此,本文只关注基于基因组DNA的代谢分析,而不关注纯化学的代谢分析。Vongsangnak et al.（2017）利用生物信息学的方法构建了蛹虫草基因组规模的代谢网络（命名为iWV1170）,共涉及1 170个蛋白质编码基因,占基因组蛋白编码基因总数（9 651）的12.1%。iWV1170由894个代谢物和1 267个代谢反应组成,涉及质膜（87个反应）、细胞质（868个反应）、线粒体（241个反应）、过氧化物酶体（28个反应）和细胞外间隙（43个反应）共5个区室。在这些代谢反应中,1 214个反应（95.8%）有与之相关联的基因,53个反应（4.2%）未找到关联的基因。通过对蛹虫草和其他昆虫病原真菌的比较基因组分析,鉴定了与腺嘌呤代谢途径相关的同源基因,从而推测了虫草素的生物合成途径,共包含31个基因,21个酶和25步生化反应。在所有可能参与虫草素生物合成的基因中,蛹虫草缺乏编码核糖核苷酸还原酶抑制剂（RNRi）的基因,而参与比较分析的其他10种虫生真菌（虫草科4种,线虫草科2种,麦角菌科4种）都含有该基因,这可能跟蛹虫草高产虫草素有关。蛹虫草基因组中还存在大量编码降解复杂碳水化合物、脂肪和蛋白质的胞外酶基因,这可能是其能利用各种碳源（如简单糖类、复杂多糖、昆虫）进行良好生长的重要原因。

同年,Xia et al.（2017）通过生物信息分析及基因功能研究,完整解析了蛹虫草虫草素生物合成的分子机理。蛹虫草的虫草素生物合成基因簇包含4个基因,即CCM_04436- CCM_04439,将其分别命名为cns1-cns4。这4个基因所编码的蛋白具有不同的保守结构域。具体来说,Cns1有氧化还原酶/脱氢酶结构域;Cns2有HDc家族的金属依赖性磷酸水解酶结构域;Cns3 N-端有核苷/核苷酸激酶结构域,C-端有HisG结构域;Cns4是一种假定的ATP结合盒式转运蛋白（ABC transporter）。该研究还首次发现蛹虫草能够合成具有抗癌活性的喷司他丁（pentostatin,腺苷脱氨酶抑制剂）,并由同一基因簇共同合成虫草素和喷司他丁。该基因簇中的cns1和cns2对合成虫草素是必需的;cns3对合成喷司他丁是必需的;Cns4的主要功能是当胞内虫草素含量过高时,将喷司他丁泵到胞外。喷司他丁和虫草素这两种腺苷类分子在功能上扮演着“保护者-被保护者”的角色,也就是说,蛹虫草在合成虫草素时,会同时合成保护其稳定性的喷司他丁。然而,当蛹虫草合成的虫草素含量过高时（如在蚕蛹上生长而非液体发酵培养时）能引起细胞毒性,此时解毒机制启动,喷司他丁被排到细胞外,从而使得虫草素发生脱氨反应生成3-脱氧肌苷（3-deoxyinosine）。在获得了蛹虫草虫草素合成基因的基础上,结合液相色谱验证表明,在九州虫草（Cordyceps kyusyuensis,可能是蛹虫草的同物异名）,以及与蛹虫草远缘的构巢曲霉Aspergillus nidulans的基因组中含有高度同源的基因簇,能够合成这两种腺苷类似物;产黄头孢霉（Acremonium chrysogenum ≡ Cephalosporium chrysogenum）虽有同源的基因簇,但其Cns1类似蛋白的N端缺失,且cns1-cns3的同源基因不发生转录,因此不能合成虫草素和喷司他丁;冬虫夏草、粉被虫草、高雄山虫草、蝉花等许多其他种类的虫草菌基因组中缺乏合成虫草素/喷司他丁的基因簇,液相色谱也检测不到虫草素和喷司他丁。如果有报道在野生冬虫夏草中检测出微量的虫草素,很可能是污染了产虫草素的霉菌,如构巢曲霉和蛹虫草（张四维等 2018）。

Wang et al.（2020b）采用基因组挖掘的策略,在蛹虫草基因组中发现了酰基辅酶A：胆固醇酰基转移酶抑制剂beauveriolideⅠ和Ⅲ可能的生物合成基因簇（命名为cm3）。cm3包含4个基因,即CCM_01282-CCM_01285,同源基因也存在于球孢白僵菌Beauveria bassiana和布氏白僵菌Beauveria brongniartii中。将cm3的4个基因全部转入构巢曲霉,从转化子的发酵产物中鉴定到了beauveriolideⅠ和Ⅲ。在蛹虫草发酵菌丝体和子实体（市场上购买）中也检测出了beauveriolideⅠ和Ⅲ（尽管菌丝体和两份子实体样品中有一份含量很低）,并推断了其可能的生物合成途径。Yin et al.（2020）在相同条件下培养菌丝体并提取代谢产物进行HPLC分析,发现亲缘关系较近的球孢白僵菌和布氏白僵菌产生了结构明显差异的beauveriolide类代谢物,而亲缘关系较远的布氏白僵菌和蛹虫草则合成了结构相似的同系物。与beauveriolide的产生模式不同,根据beauveriolide合成酶或其结构域进行的系统发育分析,可以反映物种的进化关系。该研究对真菌化学分类的可靠性提出了质疑。与Wang et al.（2020b）的结果不同,Yin et al.（2020）的研究在人工诱导培养的蛹虫草子实体（使用大米、柞蚕蛹两种不同的基质）中没有检测到beauveriolide。考虑到构巢曲霉产生的emericellamide与这3种虫生真菌产生的beauveriolide在结构上的相似性和基因上的同源性,这些虫生真菌中的beauveriolide基因簇可能是从构巢曲霉中通过水平转移得到的（就像上面提到的虫草素和喷司他丁一样）。

蛹虫草基因组序列的公布是蛹虫草现代科学研究中的大事件,极大促进了蛹虫草组学相关工作的开展。目前,科学家们已对少数蛹虫草菌株进行了基因组和线粒体基因组测序,然而,蛹虫草作为一种在地球上分布广泛并且寄主种类众多的真菌,其种内遗传分化程度如何尚不完全清楚。在已完成基因组测序的3株蛹虫草菌株间发现可能存在染色体易位,显然还需要对更多菌株采用统一的研究手段开展比较基因组学分析。通过对少数菌株线粒体基因组的测序和比较,发现蛹虫草存在因内含子引起的线粒体基因组大小差异,但其多样性程度尚未充分揭示,线粒体基因的转录模式和遗传机制也缺乏相关的研究。开展蛹虫草种内遗传分析,对于揭示蛹虫草的起源与进化、遗传资源保护、菌种选育等工作具有重要的意义。

基因的表达受到转录、翻译、表观修饰等不同层次的调控。在转录层面,任何环境条件的微小变化足以引起许多基因转录水平的改变。现有蛹虫草转录组水平的研究都证明了这一点。但是,有些蛹虫草转录组学的研究工作只是发现一些基因的表达水平上调,另一些基因的表达下调,却没有找到与相关性状直接关联的基因,这应在以后的研究中引起重视。在蛋白质组水平,蛹虫草目前的研究工作还很少,也应该在以后得到加强。就表观修饰而言,众所周知甲基化会影响基因的表达和功能发挥,但在蛹虫草中,甚至推广到整个真菌界中,甲基化与基因表达的关系如何尚有待明确。

蛹虫草基因组中存在的多个次生代谢产物基因簇意味着其有产生大量次生代谢产物的潜力。目前,蛹虫草中虫草素、喷司他丁和beauveriolide的合成基因已经基本研究清楚。蛹虫草还能产生哪些未知、新颖的次生代谢产物,以及探寻这些代谢产物的合成基因和合成途径将是今后值得研究的重要内容。蛹虫草次生代谢产物的充分挖掘对于合理、安全地利用这种真菌资源也是非常重要的（Chen et al. 2020b）。

此外,可能由于蛹虫草太容易分离和培养了,人们过去很少像关注冬虫夏草那样,去开展蛹虫草宏基因组和宏转录组水平的研究。蛹虫草与环境微生物及宿主昆虫的互作关系也应该是今后关注的内容。另外,伴随着蛹虫草组学研究工作的推进,蛹虫草分子生物学的研究虽已取得明显的进展,但也是今后一段时间内研究的重点,因为蛹虫草中还有大量基因的功能尚未研究清楚。