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L-异亮氨酸在医学领域、食品加工业、光学领域中具有广泛的应用空间，具有非常重要的经济价值。本论文在代谢控制发酵理论指导下，以黄色短杆菌Brevibacteriumflavum i10505（Met-+Ethr+α-ABr）为出发菌株进行了菌种选育，并对L-异亮氨酸高产菌的发酵条件进行了优化。主要研究内容和结果如下：（1）通过紫外诱变处理，筛选出含有丙氨酸、蛋氨酸或赖氨酸的双重氨基酸营养缺陷型或三重氨基酸营养缺陷型菌株，并进一步对其进行α-氨基丁酸（α-AB）抗性筛选、S-2-氨基乙基-L-半胱氨酸（AEC）结构类似物抗性诱变，来解除L-异亮氨酸代谢途径中的反馈抑制和反馈阻遏，在此基础上筛选出一株含抗性多标记的高产菌株B.flavumKM011（Met-+LysL+Ethr+α-ABr+AECr），在未经优化条件下摇瓶分批发酵48h，可积累L-异亮氨酸8.67g/L。（2）利用单因素优化和正交设计优化培养基，考察甜菜碱、VB5、VB12添加对L-异亮氨酸产量的影响，确定了种子培养基中甜菜碱、VB12和VB5的最佳添加量：甜菜碱2.5g/L，VB127mg/L，VB53mg/L；以及发酵培养基中甜菜碱、VB12和VB5的最佳添加量：甜菜碱1.5g/L，VB122mg/L，VB52mg/L。通过研究不同发酵条件对KM011菌株发酵产L-异亮氨酸的影响，得出最佳分批发酵条件：接种量15%，初始pH7.0，装液量20mL（500mL锥形瓶）。在优化条件下，KM011菌株摇瓶补料分批发酵60h产L-异亮氨酸19.45g/L。（3）采用5L发酵罐对B. flavum i10505和B. flavum KM011菌株扩大培养规模，装液3L，接种量15%，进行补料分批试验。在最佳培养条件下，菌株B. flavum i10505发酵52h产L-异亮氨酸达11.85g/L。KM011菌株产酸较高，发酵40h，KM011菌株最终积累L-异亮氨酸达35.26g/L与出发菌株i10505相比，发酵周期缩短12h，L-异亮氨酸产量提高66.3%。本论文的创新之处体现在：通过传统诱变技术选育出一株含多种遗传标记的L-异亮氨酸高产菌株，与其它育种方法相比具有遗传稳定性强，实用性能高等优点；通过在培养基中添加甜菜碱、泛酸钙、VB12对KM011菌株的发酵工艺进行优化，极大缩短了发酵周期，提高L-异亮氨酸产酸效率。