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Sisomicin (西索米星)是一种新的氨基糖苷类广谱抗生素,对大多数革兰氏阳性和阴性菌有很强的抗菌作用。它的半合成化合物奈替米星有高效低毒的特性,是氨基糖苷类抗生素中较理想的一个品种,中国生产的西索米星原料药约占世界产量的80%,近几年国内外市场对西索米星和奈替米星的需求仍在不断上升。为进一步提高sisomicin的产量,巩固我国在sisomicin原料药生产的垄断地位,本研究对海洋Streptomyces sp. GB-2进行化学诱变、氮离子束注入诱变结合抗性筛选诱变育种研究,筛选得到高产菌株后进行发酵条件优化和液体深层发酵工艺研究,得出以下研究结果：1.采用纸片法和杯碟法进行效价测定,用三剂量法进行生物检定统计,测得海洋Streptomyces sp. GB-2的生物效价为387.0289U/mL。通过对比纸片法和杯碟法实验结果得出,纸片法和杯碟法测定结果同样可靠,重现性良好。在海洋Streptomyces sp. GB-2发酵优化和诱变育种过程中可先用纸片法确定各优化方案中效价的相对大小,选出较优者用杯碟法进行精确测定。将两种方法结合在一起使用,既可以降低成本,又可以加大样品检测数量,大大提高了工作效率2.采用PB设计(Plackett-Burman Screening Design)对影响海洋Streptomyces sp.GB-2产sisomicin的9个因素进行了筛选。结果表明：影响该菌发酵生产sisomicin的主要因素为黄豆粉、葡萄糖、温度和转速。在此基础上,采用RSM响应面法(Response Surface Methodology)对其4个显著因子的最佳水平进行研究。通过对二次多项回归方程求解得知,相关系数R2为0.9833,在上述自变量分别为黄豆粉11.95g/L、葡萄糖2.96g/L、温度28℃、转速183r/min条件下,sisomicin的效价从387.03U/mL提高到了726.11U/mL,产量提高了87.61%。3.采用复合诱变结合抗性筛选、N+注入诱变等手段对海洋Streptomyces sp.GB-2进行诱变育种处理。单孢子悬浮液经预处理后,先通过单因素诱变确定诱变剂的种类和剂量,再将LiCl溶液和孢子悬浮液1：1混合,30℃保温处理30min,吸取1mL处理液与NTG溶液1：1混合,30℃保温处理30min后涂布在含有不同浓度、不同种类的抗生素平板上,进行初筛和复筛,挑选抑菌圈直径较大的菌株进行传代稳定性研究。挑取海洋Streptomyces sp. GB-2菌株和诱变高产菌株进行N+注入诱变,注射剂量为25kev,注射时间分别为0s、5s、10s、15s、20s、25s、30s,存活率随注射时间的变化呈现明显的“马鞍型”变化曲线。经过诱变育种,共筛选到高产菌株61株,其中海洋Streptomyces sp. FMB-34菌株最大突变幅度为48.82%.4.采用单因素试验确定碳氮源种类和葡萄糖等组分初始添加量,然后利用Fractional Factorial Screening Design快速确定了影响海洋Streptomyces sp. FMB-34发酵的3个关键因子分别为黄豆粉、小麦粉和蛋白胨。统计分析各因素的主效应、交互作用后用预测刻画器可得最佳发酵条件为：黄豆粉40.0g/L、小麦粉20.0g/L、蛋白胨5.0g/L,其余组分葡萄糖10.0g/L、CaCO36.0g/L、MgSO424.0g/L、 FeSO4·7H2O1.5×10-4g/L、CoCl2·6H2O1.5×10-4g/L,按照4%接种量、50/250mL装液量、33℃、180r/min的发酵条件进行摇床发酵5天,效价预测值可达3345±238.67U/mL。采用优化后的培养基对高产菌株进行复筛,测得海洋Streptomyces sp. FMB-43菌株sisomicin产量为4183±100.52U/mL。