安丝菌素是一类从橙色珍贵束丝放线菌橙色亚种(Actinosynnema pretiosum ATCC 31565)中分离得到的,与美登醇的结构和抗肿瘤活性相似的聚酮类抗生素,其中以安丝菌素P-3(AP-3)活性最显著。尽管AP-3具有很好的抗肿瘤活性,对其发酵生产也有一些报道,但是低下的发酵效价仍然严重限制了AP-3的进一步药理研究及其应用。金属离子对微生物生长和次级代谢产物至关重要,因金属离子添加被认为是一种简单有效的策略,但是未应用于AP-3的生产。因此本研究以提高AP-3产量为目的,首先考察了不同的二价金属离子对发酵过程的影响,筛选出效果最好的金属离子Mg2+。然后通过添加时间、添加浓度的优化实验确定最适发酵条件,使AP-3的产量达到了85 mg/L,是对照组的3倍。在此基础上,本研究进一步分析镁离子添加对前体、酶活及生物合成基因的影响。在酶水平,测定了聚酮类抗生素生物合成过程中关键酶甲基丙二酰CoA羧基转移酶和甲基丙二酰CoA异构酶的比活,发现它们均有不同程度的提高。同时检测到,当安丝菌素P-3产量增加时,其生物合成前体丙二酰CoA和甲基丙二酰CoA的含量显著降低,从而确定了它们在AP-3生物合成过程中的关键作用。进一步通过实时荧光定量PCR (qRT-PCR)方法,在转录水平跟踪AP-3生物合成相关基因的表达量的高低对镁离子的响应；数据表明,结构基因asm14, asm24和asm43,以及调节基因asm39和asm40都是上调的,与AP-3的产量呈正相关性。本研究表明添加镁离子提高AP-3产量的方法简便有效,为其它大环内酯类抗生素的发酵生产及大规模培养提供了参考依据。