多杀菌素(Spinosad)是土壤放线菌刺糖多孢菌(Saccharopolyspora spinosa)经有氧发酵产生的次级代谢产物,系大环内酯类化合物。多杀菌素的化学结构和功能独特,兼具化学农药的高效性和生物农药的安全性,已成为最具发展前景的生物农药。刺糖多孢菌工程菌S.spinosa-Mar是由本研究室通过结合Red/ET同源重组技术、转座技术和接合转移术成功构建的能够稳定遗传的多杀菌素突变菌株。本文首先对S.spinosa-Mar和原始菌株在多杀菌素发酵水平、生长曲线、发酵过程中还原糖和p H变化等方面进行了比较,发现前者生长相对迟缓,多杀菌相对产量水平较低。因此,本文主要对工程菌的种子培养条件、发酵培养基等进行优化,期望提高该工程菌的多杀菌素生产水平。种子质量是发酵生产中非常重要的环节,培养基、种龄、溶氧、接种量等因素对种子质量都有很大的影响。本文采用正交设计对CSM复合种子培养基进行了优化,实验结果显示,该复合种子培养基中各组分对种子菌丝浓度影响的主次关系为:葡萄糖>酵母粉>TSB>硫酸镁,获得了最佳种子培养基的组成及配比(g/L):TSB60;酵母粉12;硫酸镁1.4;葡萄糖10。在此优化配方下进行验证,发现多杀菌素的相对产量水平为130.98%,较优化之前提高了30.98%。还对工程菌的种子接种量进行了探究,发现最适种子接种量为1.5%。在发酵过程中,通过适当添加对促进目的产物的合成起到重要作用的前体物质,很有可能提高目的产物的发酵效价。本文首先对11种可作为合成多杀菌素的前体物质进行了单因素试验筛选。选取4种具有明显正效应的前体物质进行正交试验,结果显示丙酸钠、缬氨酸和正丁醇的作用效果显著,异亮氨酸的作用效果不显著,然后采用Box-Behnken设计对前3种前体物质进行响应面分析,得到添加前体的最佳配比:丙酸钠2.38g/L,缬氨酸1.45g/L,正丁醇0.45mL/L,按此配比添加前体,工程菌多杀菌素的相对产量水平可达到365.72%,比对照提高了约2.66倍。本文还对丙酸钠、缬氨酸和正丁醇的添加时间进行了探究,实验结果表明,丙酸钠在发酵起始时添加效果最佳,缬氨酸的最佳添加时间为48h,正丁醇则为36h。刺糖多孢菌的发酵周期耗时长,约为13天左右。同时,发酵生产多杀菌素存在产量低、发酵成本高等问题。因此,还需对其发酵工艺进行大量研究以期得到突破。本文首先对CSM复合种子培养基进行了正交设计优化;考察了潜在的能提高多杀菌素发酵水平的前体物质,并研究了各潜在合成前体物质的添加量对多菌素含量的影响,从中筛选出了对多杀菌素发酵产量具有促进作用的物质;研究了发酵过程中这些潜在对多杀菌素产量具有促进作用的物质的添加时间,确定了它们的添加时间对多杀菌素生物合成的影响,为多杀菌素发酵工艺研究提供了一定的参考,具有重要的潜在应用价值。