普那霉素(pristinamycin)是由始旋链霉菌(Streptomycespristinaespiralis)产生的一种链阳性菌素类(Streptogramin)抗生素，包含普那霉素I(PI)和普那霉素II(PII)两类化合物，对大多数革兰氏阳性菌，如MRSA、MRSE等均具有较强的杀菌活性，且抗生素后效应较长，被视为治疗顽固性革兰氏阳性菌感染的特选药物.目前，普那霉素已经在国外实现商品化生产，我国还未进行工业生产.因此，作为药效优良的抗生素，对普那霉素进行深入的研究和开发具有重要意义。　　 本论文以提高普那霉素的发酵水平为目标，对始旋链霉菌的基因组重排、高产菌株培养基成分和培养条件优化以及高产菌产物合成分子机理等进行了深入细致的研究，获得了如下主要研究结果：　　 1.以S.pristinaespiralis0957作为原始菌株，利用紫外诱变获得四株普那霉素产量和耐受性都有所提高的菌株作为基因组重排的出发菌株。对始旋链霉菌原生质体制备和再生过程进行了研究，确定了合适的制备方案为：添加0.6％的甘氨酸到种子培养基中培养菌丝，用2％的溶菌酶在32℃下酶解1.5 h。始旋链霉菌的原生质体制备率和原生质体再生率分别达到了95.8％和18.1％。　　 2.对四株出发菌株(M-23、M-79、M-113和M-156)连续以原生质融合的方式进行基因组重排，然后以普那霉素自身耐受性的提高作为筛选依据，获得了一株高产突变菌株G4-17，它的原生质体对普那霉素耐受性高达100μg/mL，摇瓶培养时普那霉素产量达到0.89 g/L，比产量最高的亲本菌株提高了89.4％，比原始出发菌株提高了145.9％。通过连续传代实验，确定高产菌株G4-17的遗传稳定性良好。　　 3.研究了S. pristinaespiralis G4-17菌株的摇瓶发酵条件，通过正交设计对发酵培养基进行了优化；考察了摇瓶培养条件对菌体生长和产物合成的影响。优化后的发酵培养基组成为：可溶性淀粉3.0％、蔗糖1.0％、葡萄糖0.5％、麦芽糖0.8％、黄豆饼粉1.2％、蛋白胨0.4％、鱼粉1.2％、酵母粉0.6％、(NH4)2SO40.2％、MgSO40.35％、KH2PO40.02％、CaCO30.4％，NaNO30.075％；优化的摇瓶培养条件为：初始pH值为6.5，在25mL/250 mL三角瓶中以6％接种量接入经过36 h培养的种子培养液，在25℃，220 rpm条件下进行培养60 h，S.pristinaespiralis G4-17的普那霉素产量达到了1.21 g/L，比优化前的产量(0.89 g/L)提高了40.0％。在5-L发酵罐上，优化后的培养条件更有利于高产菌种G4-17合成，G4-17在培养60 h时普那霉素产量达到最大值1.237 g/L。　　 4.利用ApaI/TaqI双酶切的AFLP技术对3支筛选出的普那霉素高产菌株以及它们的原始菌株CGMCC0957进行了遗传多态性研究.结果显示，高产菌株间具有类似的AFLP指纹图谱，相比而言，高产菌株与原始菌株间的AFLP指纹图谱差异稍大。因此，在这些高产菌株特别是产量水平类似的菌株中存在类似的变异机理导致了普那霉素的产量提高。另外，AFLP分析还表明基因组重排技术较传统诱变育种更容易使微生物菌株产生基因组水平的变异，因此，利用基因组重排技术进行微生物育种工作较传统诱变育种技术更为有效。　　 5.利用RT-PCR技术检测了普那霉素生物合成相关基因及其抗性基因在高产菌株G4-17和原始菌株CGMCC0957表达的丰度变化，分析了这些基因表达水平与合成普那霉素的关系。结果显示PI组分生物合成相关基因snbA在高产菌株的整个发酵进程中始终保持高丰度表达，而原始菌株只在发酵前期(24～48 h)高丰度表达，随后逐渐降低。因此snbA基因的持续高表达与高产菌株的PI组分高产密切相关。PII组分生物合成基因snaB基因在在这两个菌株的发酵过程中表达丰度变化与snbA基因的表达变化类似，表明snaB基因的持续高表达与高产菌株的PII组分高产密切相关。其它两个PII组分生物合成基因snaA、snaC在高产菌株和原始菌株的发酵过程中无明显差异。研究还发现，对普那霉素产生抗性的ptr基因在高产菌株的整个发酵进程中表达丰度较高，而在原始菌株中仅在发酵中后期(48～96 h)保持较高丰度表达。因此，ptr基因在高产菌株开始合成普那霉素之前就已经高表达，从而建立起了自我保护性抗性，这种抗性的提前建立与普那霉素高产密切相关。另外，普那霉素生物合成的调控基因spbR在高产菌株和原始菌株发酵过程中的基因表达丰度没有显著变化，表明这个调控基因的表达与普那霉素产量变化无显著相关性。　　 6.利用蛋白质组学的一些基本研究手段对始旋链霉菌细胞裂解方法，裂解液的选择进行了实验比较，结果发现，液氮研磨法和硫脲裂解液更适合始旋链霉菌细胞内总蛋白的提取；对不同发酵时间高产菌株和原始菌株、抗生素产生前期与抗生素产生高峰期始旋链霉菌细胞内总蛋白含量和种类的差异进行了比较，结果发现，高产菌株G4—17总蛋白质含量高于原始菌株CGMCC0957，同一菌株在发酵生产前期的蛋白质含量比后期高。