杆菌肽（Bacitracin）是一种广泛使用的多肽类广谱抗生素,由枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）发酵产生。微生物育种技术经历了自然选育、诱变育种、杂交育种、代谢控制育种、基因工程育种和合成生物学育种等几个阶段的飞速发展,但杆菌肽作为次级代谢产物,由于生物合成和调控机制尚不清晰,随机诱变结合定向筛选其优良生产菌株将仍然占据优势。高通量筛选（HTS）技术的兴起与发展助力定向筛选实现筛选通量的极大递增,使诱变育种对于工业微生物的选育更加具有竞争力。本研究通过物理和化学诱变,对杆菌肽工业生产菌株地衣芽孢杆菌DW2诱变处理,利用基于96/48多孔板的高通量筛选手段,结合流式细胞仪分选技术,实现对突变体大规模的快速鉴别和筛选。将诱变获得的高产菌株在5 L发酵罐上发酵培养优化,提升杆菌肽的罐上效价水平。对诱变获得的高产菌株基因组从头测序,与数据库中参考基因组比较得到突变位点以及共有和特有基因信息。本文研究成果如下:（1）高通量筛选杆菌肽高产菌株。首先,建立以常压室温等离子体（ARTP）诱变为主,甲基磺酸乙酯（EMS）诱变、亚硝基胍（NTG）诱变和紫外（UV）诱变为辅的复合诱变过程。其次,根据杆菌肽分子中酰胺键能与铜离子在碱性环境下反应的化学性质,建立双缩脲反应结合三氯醋酸（TCA）沉淀的高通量初筛方法。最后,在流式细胞仪和酶标仪的共同协助下,达到快速分选和鉴别突变高产菌株的目的。通过摇瓶复筛,获得杆菌肽产量提高22.2%的优良菌株,证明了诱变及筛选方法的可行性。（2）优化提高5 L罐发酵的杆菌肽效价水平。在控制发酵培养基相同的基础上,比较5 L罐发酵和250 ml摇瓶发酵的区别,通过制定一系列优化措施来使5 L罐发酵的杆菌肽效价达到一个合理的水平。通过优化发酵培养基组成,杆菌肽的产量提高14.9%;优化乙酸钠添加量,杆菌肽产量提高26.3%;应用一次性补料和恒速流加乙酸钠的分批补料发酵策略,杆菌肽产量分别提高了27.3%和28.1%。经过优化后,相比较摇瓶发酵,提高5 L罐中特别是杆菌肽A的效价水平,杆菌肽A效价提高25.7%,5 L罐发酵的总效价最高达到920 U·m L^-1。（3）比较基因组学挖掘DW2菌株遗传信息。利用Illumina HiSeq二代测序系统和PacBio三代测序系统对杆菌肽高产突变菌株1#7E从头测序,分别以来源于国家基因组数据中心（NGDC）和美国国家生物技术信息中心（NCBI）数据库相应基因组数据为参照,通过基因组比较分析获得高产突变菌株的突变位点信息;与具有杆菌肽合成基因簇基因组进行共有和特有基因比较分析,获得DW2的共有和特有基因。这些基因多与氨基酸及其衍生物代谢、蛋白质代谢和碳水化合物代谢有关,有利于解释DW2菌株高产杆菌肽的原因,从而为杆菌肽高产菌株的分子育种提供参考。