透明质酸（Hyaluronan or Hyaluronic Acid,HA）又称为玻尿酸,是一种由N-乙酰葡萄糖胺（Glc NAc）和D-葡萄糖醛酸（Glc A）以β-1,3和β-1,4糖苷键交替连接组成的高聚合大分子黏性多糖,由于其独特的生物活性,已广泛应用于医药、日化和材料等应用领域。目前,HA的工业化生产主要采用发酵法,使用最多的菌种是兽疫链球菌（Streptococcus zooepidemicus）,但该菌株产HA水平偏低,对溶氧需求高,工业生产性能仍需提升。本研究通过对实验室前期保存的一株能够产HA的野生兽疫链球菌进行常压室温等离子体（Atmospheric and Room Temperature Plasma,ARTP）诱变育种及高通量筛选提升菌种的HA产生能力;进一步通过培养基和发酵罐小试工艺优化,对突变株的培养条件及发酵过程中溶氧（Dissolved oxygen,DO）需求问题进行探究,形成了基于溶氧的恒速补料发酵控制方案;最后通过转录组分析手段,比较了突变菌株中影响产物表达的差异基因,分析影响HA生物合成的相关酶和遗传变异因素。论文主要结论如下:（1）等离子体菌株诱变与高通量筛选。为了提高菌株产HA的能力,以S.zooepidemicus作为出发菌株,在90%致死率的条件下进行了四轮ARTP诱变选育。创新建立了牛血清白蛋白（BSA）沉淀法与十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）比浊法结合的高通量筛选方法,对超过7500株突变株进行初筛,共计1442株突变株进行复筛后获得一株性能显著提升的突变株mut-A17。经测定,该突变株相比野生菌生长速率显著提高,HA产量提升约42.9%,其摇瓶产量可达0.813 g/L,分子量平均为0.54×10~6 Da。（2）突变株培养基优化。以mut-A17为研究对象,通过单因素实验和正交实验相结合的方式对HA发酵培养基进行优化,设计五因素三水平的正交实验,探究了最适碳源、氮源及金属离子。获得了最佳培养基组合:蔗糖80 g/L,蛋白胨16 g/L,酵母粉8g/L,磷酸氢二钾2.5 g/L,硫酸镁3.5 g/L,谷氨酸钠2.8 g/L。基于优化的培养基进行摇瓶发酵,HA的摇瓶产量达到0.925 g/L,相比对照提升13.7%。（3）5 L发酵罐流加补料发酵研究。在分批发酵小试中,发现在5 h后DO急剧下降直至为0,HA产量只有3.45 g/L。DO不足问题主要是菌体产生HA形成高黏度体系,限制了氧气的有效传递,为此提出了适度降低发酵体系的黏度来促进溶氧的控制策略。在发酵罐中加入少量透明质酸酶（HAase）能够起到良好的降黏增氧作用。当DO下降至10%时加入50 U/m L的HAase,将DO控制在30%以内进行DO-stat恒速补料发酵,每小时补入10 g/L蔗糖,发酵时间延长至36 h,HA最大产量达到6.82 g/L。在20 L罐中进一步扩大培养,HA产量得到进一步提升,最高产量达到8.12 g/L。（4）HA生产菌株的转录组比较分析。为从不同突变体之间找到调节HA合成代谢的调控点,采用了转录组分析技术研究了不同菌株基因的差异表达。结果表明,不同的突变体具有相似的基因表达变化,表现为HA前体合成途径得到加强,促进了HA生物合成和积累。在mut-A7突变株中,HA前体代谢通路基因（has B、glm U和glm M）得到大幅度上调,且分支代谢途径基因（nag A、nag B等）表达受到抑制。当发酵规模扩大时,经RT-q PCR验证,上述差异基因表达趋势与转录组分析结果相同。