海洋特殊环境中的微生物可以产生陆地生物无可比拟的代谢产物。利用海洋微生物开发有价值、有潜力的海洋活性物质,具有环保、可再生、周期短、容易工业化生产等优点,对于开发海洋药物、工业产品和生物农药等具有很积极的意义。河豚毒素(Tetrodotoxin,TTX)是一种海洋生物毒素,具有很高的临床医学价值。本论文对本实验室分离自红鳍东方豚的海洋细菌梭形芽孢杆菌(Bacillus fusiforms)N141菌株,在10L发酵罐中进行产TTX的实验,研究海洋细菌N141的发酵过程代谢规律。实验获得了N141菌株的生长曲线、产物合成曲线、pH变化曲线和DO变化曲线。研究结果表明,TTX是在菌体生长进入稳定期后才产生的,为典型的次级代谢产物。在TTX合成期,pH保持稳定,磷酸盐在发酵过程中有很好的缓冲作用,但是发现培养基中磷酸盐含量偏高,可能会抑制产物的合成。稳定期时溶氧高达95%,说明在TTX合成期菌体耗氧较少。在500L罐中进行发酵试验,结果发现海洋细菌N141生长良好,产TTX水平稳定,结果重现性良好,表明海洋细菌N141的发酵生产容易放大。建立了10L发酵罐规模的微生物源TTX的提取分离和检测方法。发酵液经过滤、超滤、活性炭吸附层析、凝胶层析、冷冻干燥等方法,可获得TTX粗毒素。经小鼠生物法、薄层色谱法、液质联用技术(LC-MS)以及免疫学方法进行定性检测,表明粗毒素中含有TTX。利用单克隆抗体ELISA方法可以定量检测微生物源的TTX,具有检测灵敏度高,测定结果可靠的特点,有望用于微生物源TTX的研究工作。本论文还从海洋微生物中寻找杀虫活性的菌株及其活性产物,为开发新型高效的微生物杀虫剂提供了基础。实验采用卤虫生物检测法(Brine Shrimp Bioassay)对59株来源于深海海泥和繁茂膜海绵的放线菌的发酵提取物进行生物活性检测。初筛采取相同稀释体积法,复筛采取相同质量浓度法,共筛选出13株具有较强的杀卤虫活性的菌株,阳性率为22%,说明海洋放线菌中存在丰富的杀卤虫活性的菌株。其中一株海绵放线菌S19活性最强。进一步试验发现海绵放线菌S19具有杀线虫和杀甜菜夜蛾的生物活性。经过形态学、培养特征、生理生化特征分析、细胞壁化学组分以及16S rRNA基因序列分析,海绵放线菌S19鉴定为灰色链霉菌(Streptomyces griseus)。因其来源特殊,并且与已报道的灰色链霉菌株具有不同的生理生化特征和生物活性。对菌株S19发酵液及菌体的毒理学进行初步考察,表明S19菌株的活性产物对实验动物安全,有望开发成一种新型的海洋微生物杀虫剂。菌株S19经发酵培养基初步选优后大批量发酵,离心后的发酵液用乙酸乙酯萃取得到活性粗提物,该粗提物在碱性或强酸条件不稳定,80℃保温很快失活。反复用硅胶快速柱层析以及HPLC等手段分离纯化,结合TLC和卤虫生物法跟踪活性部位,最后分离得到化合物6个。生物检测试验表明6个化合物都具有很强的杀卤虫活性。化合物的结构鉴定工作正在进行当中。