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灰绿霉素A是从海洋丝状真菌灰绿曲霉HBl-19(CCTCC M206022)代谢产物中分离出来的一种具有良好抗癌活性，结构新颖的蒽醌内酯衍生物。为确定该新型天然活性物质的合成途径并提高其产量，以利于后续的动物实验及临床研究，本文首次开展了灰绿霉素A在灰绿曲霉中的生物合成途径和代谢调控研究。
为研究灰绿霉素A的生物合成途径并提高其生物合成量，本文首先采用了代谢途径抑制剂法考察了不同代谢途径的关键酶抑制剂对灰绿霉素A合成的影响。结果表明添加莽草酸途径的抑制剂EDTA、三甲胺水溶液对灰绿霉素A合成没有抑制作用，对灰绿曲霉菌体生长也无影响；添加聚酮合成途径的专一性抑制剂浅蓝菌素和碘乙酰胺可以完全抑制灰绿霉素A的合成，其中0.045mmol/L浅蓝菌素对目的产物的抑制率达63％，0.090mmol/L浅蓝菌素或0.6 mmol/L碘乙酰胺则可以完全抑制灰绿霉素A的合成；添加甲羟戊酸合成途径的关键酶抑制剂辛伐他汀和柠檬酸对灰绿曲霉菌体生长没有影响，但对灰绿霉素A的产量有较为明显的促进作用。其中添加0.3mmol/L辛伐他汀及12mmol/L柠檬酸时，可使灰绿霉素A的产量分别提高63％和147％。在前体添加实验中发现，通过添加短链羧酸如乙酸、丙酸、丙二酸都可以对灰绿霉素A的合成有促进作用。例如添加6mmol/L乙酸，可使灰绿霉素A的产量提高135％。由于短链羧酸被普遍认为是聚酮途径或脂肪酸途径的前体物质，因此推断灰绿霉素A的合成可能是经过聚酮途径，而不涉及甲羟戊酸途径和莽草酸途径。该推测由13C稳定同位素标记实验与核磁共振谱分析所证实。
考虑到聚酮途径和甲羟戊酸途径的共同合成起始单位为乙酰辅酶A，本文提出了一种新的组合添加策略：在发酵过程中同时添加甲羟戊酸途径的关键酶抑制剂与聚酮途径的前体乙酸，实现了基于灰绿霉素A合成途径进行代谢调控提高目的产物产量的目的。研究表明，当12 mmol/L乙酸与0.3mmol/L辛伐他汀组合添加时，灰绿霉素A的产量提高了151％；12 mmol/L乙酸与12mmol/L柠檬酸的组合添加可使目的产物产量达46.1mg/L，比对照组提高了262％。该策略对于提高经由聚酮途径合成的次级代谢产物的合成量将会非常有效。
邻苯二甲酸(酯)是甲羟戊酸途径中甲羟戊酸-5-焦磷酸脱羧酶的抑制剂，并可以作为唯一碳源被好氧细菌或真菌分解利用，产生能量和TCA循环的中间体(如乙酰辅酶A、丙酮酸、琥珀酰辅酶A等)。本文基于丝状真菌灰绿曲霉HBl-19可以分解利用邻苯二甲酸产生丙酮酸或乙酰辅酶A来提高灰绿霉素A产量的假想，首次考察了添加邻苯二甲酸对灰绿霉素A合成的影响。结果表明，12mmol/L邻苯二甲酸使灰绿霉素A的产量较对照提高了77％；而应用组合添加策略，即12mmol/L邻苯二甲酸与12mmol/L乙酸同时添加时，可使灰绿霉素A产量达到60.9mg/L，比对照提高了126％，也比单独添加12 mmol/L邻苯二甲酸、12 mmol/L乙酸时分别提高27％和75％。灰绿曲霉HBl-19可以在以邻苯二甲酸为唯一碳源的基本培养基上生长。在生产灰绿霉素A的过程中(复合培养基)添加邻苯二甲酸，发现在12 mmol/L邻苯二甲酸与12 mmol/L乙酸组合添加的条件下，灰绿曲霉可以分解90％的邻苯二甲酸。同时发现，添加邻苯二甲酸降低了培养基中总糖的消耗量，且添加邻苯二甲酸的量越大相应的糖耗越少。添加邻苯二甲酸时，发酵液中的丙酮酸和草酰乙酸与对照相比是积累型的，而富马酸的消耗量比对照大，有机酸分析表明邻苯二甲酸的添加可能使三羧酸循环维持较低的水平而使代谢通量更多地流向灰绿霉素A的聚酮途径。
微量有机物质和元素如维生素、钴、镍、钼、硒等可以作为次级代谢产物合成途径的前体物质组成部分或途径中关键酶的激活因子，而促进次级代谢产物的合成。本文研究了几种金属离子、维生素B12及维生素B复合物对灰绿霉素A的影响。实验表明适当浓度的二价钴离子、二价镍离子、维生素B12及维生素B复合物均能有效提高灰绿霉素A的产量。在初始的培养基中培养灰绿曲霉时，添加浓度同为15 mg/L Co(NO3)2·6H2O、CoCl2·6H2O和NiCl2·6H2O，分别使灰绿霉素A的最终产量比对照提高了73％、64％和49％。而检测发酵过程中的产物浓度变化，发现添加15 mg/L Co(NO3)2·6H2O时，产物最高值为40.2 mg/L，比相应的对照组最高产量提高了47％，并且添加不同浓度的Co(NO3)2·6H2O的Yx/s都略低于对照值而Yasp/s则高于对照值，表明添加Co2+促进了碳源合成目的产物的效率。添加维生素B12和维生素B复合物时的产量最高值比对照分别提高了59％和67％，其中发酵过程中向培养基中流加维生素B复合物时，灰绿霉素A产量的最高可达45.8 mg/L，产物对菌体的得率系数Yasp/x分别为3.201±0.149 mg/g DCW，远大于相应的对照值。在培养基中添加15 mg/L Co(NO3)2·6H2O，则使灰绿霉素A的最终产量达81.1 mg/L，比没有任何添加物的对照组的最终产量提高了45％，表明钴离子在优化培养基中也能有效提高目的产物的合成。