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螺旋霉素是由生二素链霉菌发酵产生的16元大环内酯类抗生素,是一种较强的抑制剂,在治疗口腔及耳鼻咽喉科感染方面广泛应用。本课题以N-乙酰葡萄糖胺（GlcNAc）为切入点,建立了一种在营养压力下选育螺旋霉素高产菌株的策略,通过转录组学及代谢组学分析,研究菌株Streptomyces SA-10高产螺旋霉素的原因,并解释GlcNAc对菌体次级代谢调控的作用机制。首先通过模拟营养丰富的生长环境,在生二素链霉菌固体培养基中添加不同浓度的GlcNAc（5-20 g/L）,生二素链霉菌的产孢明显受到阻碍,通过电镜分析菌落之间的形态差异。同时,挑选在GlcNAc抑制作用下产孢的菌落,这些菌体能表现出更好的螺旋霉素合成能力。其中10 g/L的添加量效果最好,菌落平均效价相比对照（17070 U/mL）提高19.4%,达到20383 U/mL。随后以添加10 g/L GlcNAc为筛选条件,得到一株螺旋霉素高产菌株Streptomyces ambofaciens SA-10,螺旋霉素效价达到21925 U/mL,相比对照提高29.58%。为研究这种高产机制,通过对高产菌株以及出发菌株的发酵过程参数分析,两株菌在螺旋霉素合成速率、pH、菌浓、糖耗速率以及氨基氮水平有很大的差异。利用代谢组学及转录组学研究,从基因转录水平、胞内代谢物变化以及代谢途径三个方面综合分析。代谢组学分析显示,高产菌株中心碳代谢中D-葡萄糖-6-磷酸、琥珀酸以及D-核糖-5磷酸含量的增加,磷酸二羟丙酮含量减少,氨基酸途径中天冬氨酸、异亮氨酸和O-琥珀酰-L-高丝氨酸的含量以及脂肪酸途径中十四烷酸与十五烷酸的含量减少;转录组学分析显示,高产菌株糖酵解和戊糖磷酸途径相关基因的转录上调,TCA循环相关基因的转录下调,氧化磷酸化途径的相关基因的转录上调,转录阻遏因子dasR转录下调,螺旋霉素生物合成基因簇基因转录上调。上述结果表明,通过GlcNAc筛选策略得到的高产菌株SA-10,糖酵解途径、戊糖磷酸途径、丙酮酸代谢、脂肪酸降解以及氨基酸代谢途径增强,为螺旋霉素的生产提供更多的还原力和酰基辅酶A,促进了螺旋霉素的合成。为进一步确定高产菌株螺旋产量的提高与dasR基因的表达量下调有关,利用pCRISPomyces-2质粒,通过CRISPR-Cas9技术进行dasR的靶向敲除,以研究DasR在生二素链霉菌中的调控作用。由于质粒需要更多方面的优化,并未得到dasR缺失突变菌株,但发酵结果显示空质粒pCRISPRomyces-2对螺旋霉素的生产没有影响,为后续CRISPR-Cas9技术在生二素链霉菌中的应用奠定了基础。