冬虫夏草菌是一种以寄生为主的兼性腐生菌。冬虫夏草菌侵染蝙蝠蛾属幼虫的过程大体可分为三个阶段：即第一阶段为侵入阶段、第二阶段为寄生阶段、第三阶段为腐生阶段。经过三个阶段才形成菌虫复合体，即冬虫夏草。当冬虫夏草菌成熟后，弹射出的子囊孢子落入土中，于冬前通过昆虫的体壁、气孔、口器或直接通过躯体的其他孔道进人体内。
在自然条件下，落人土中的子囊孢子会很快产生分生孢子，幼虫多被分生孢子侵染，菌丝没有侵染力。子囊孢子和分生孢子粘附在食物上，幼虫取食后，冬虫夏草菌经消化道进入体腔内造成感染。分生孢子也可以出芽方式侵人幼虫的表皮，昆虫的上表皮往往由几丁质层构成，冬虫夏草菌没有几丁质酶，其侵入过程与机械性压力有关。据试验观察，冬虫夏草菌无性阶段的拟青霉菌丝，可以通过机械压力穿透熔点45℃，厚5~30微米的蜡膜，菌丝可从蜡膜的上表皮附着胞里长出。表明冬虫夏草菌在昆虫上表皮不含有抑制性物质的条件下，可以穿透昆虫的上表皮蜡质层而进人虫体内部。幼虫蜕皮和活动取食能增加感染冬虫夏草菌的机会，土壤结构、土壤湿度也能影响冬虫夏草菌对寄主的侵染。寄主幼虫体内的微量元素、氨基酸组成亦对冬虫夏草菌的侵染有影响。冬虫夏草菌侵人幼虫体后，其血淋巴内含有密集纯一的棱形菌体，大小（15~30）微米x(1.5~2.5)微米，经鉴定90%以上的为中国被毛孢菌。虫菌体以昆虫内脏为营养，以出芽或断裂的方式增殖，随体液流动而循环于体内，在幼虫死亡之前，体内已充满虫菌体。
冬虫夏草菌在寄主体内首先破坏昆虫的脂肪体，幼虫脂肪体被破坏，将阻碍蜕皮，特别是阻碍变态。昆虫死亡后，密集的菌丝形成类似菌核（Sclerotium）的坚硬组织，而以残留的虫体外骨骼来代替菌核的皮壳，并保持原来的形状和大小，实际上是假菌核（Pseudsderotium），但在文献上一般仍称为菌核。虫体外壳则有菌丝形成的菌膜，亦称菌褥。达到生理成熟后，菌核内的冬虫夏草菌丝交织成束，冲破僵虫头部的蜕裂线，向上生长发育成子座。幼虫体内的多种因素控制虫菌体从营莽生长进入生殖生长的全过程，其中起主要作用的为营养因素。条件不适宜，以虫菌体方式存在于幼虫体内的虫草菌就不能使蝙蝠蛾幼虫僵化而生长发育成虫草子座（摘自《中国虫草的现代研发与应用》）
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