阿维菌素作为一种对人畜安全的生物农药,广泛地应用于农牧业生产中。阿维链霉菌(Streptomyces avermitilis)作为阿维菌素生产菌,其全基因组测序已经完成,但是阿维链霉菌高产阿维菌素的机制尚不明确,因此,研究阿维链霉菌代谢物组学显得尤为重要。目前,阿维链霉菌是阿维菌素合成的最佳菌种,诱变定向筛选是最常用和较有效的获得高产生产菌的办法。本论文将常压室温等离子体诱变技术(ARTP)应用于高产阿维链霉菌的选育研究中,并将链霉素和卡那霉素抗性筛选、以及96深孔板高通量筛选相结合,从73株链霉素抗性正突变株中筛选出一株遗传性状稳定的阿维菌素高产株S-2C3,从52株卡那抗性突变株中筛选出一株高产菌株K-1A6,其阿维菌素产量分别达到了 4.06 mg/mL和4.22 mg/mL,分别比出发菌株9-39提高了 18.8%和23.4%。代谢物组学是一种通过定性定量测定生物体代谢产物及种类的变化,分析系列关联代谢物的综合差异,从而发现生物系统对基因及环境变化响应的研究方法。本文研究了阿维链霉菌代谢物组学样品前处理过程中的关键步骤:菌体清洗、细胞破碎、胞内物质破碎等。最后确立了阿维链霉菌胞内代谢物组学研究方法:冷冻离心-细胞清洗(3次)-珠磨破壁(2个循环,每个循环48 s)-提取(氯仿:乙醇:水=2:2:1),该方法可以定性和定量检测阿维链霉菌胞内包括氨基酸、有机酸、脂肪酸、糖类等59种化合物。利用代谢物组研究方法结合阿维链霉菌代谢网络,对突变株K-1A6代谢特征进行了分析。结果表明,K-1A6与出发菌株相比阿维菌素合成前体和脂肪酸代谢方面存在差异。诱变株K-1A6胞内阿维菌素的合成间接前体草酰乙酸的含量较高,同时乳酸含量降低,这就说明突变株胞内供氧充足。由此可知,诱变株较出发株胞内阿维菌素合成前体物、能量供应和氧供应充足,可能是它高产的原因。另外,K-1A6阿维菌素合成竞争途径脂肪酸代谢降低,是突变株阿维菌素高产的重要原因。S-腺苷蛋氨酸(SAM)作为生物体中一种重要的生理活性物质,除了作为甲基供体参与转硫基和转核糖体基的重要反应外,还作为信号分子调控微生物代谢。本论文着重研究了 S-腺苷蛋氨酸对阿维链霉菌发酵生产阿维菌素性能的影响,并运用代谢物组学方法研究了 S-腺苷蛋氨酸对阿维链霉菌代谢特征的影响。结果发现SAM显著提高了前体物苏氨酸和丙酸以及脂酰辅酶A的合成,为阿维菌素的合成提供了物质基础。