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D-核糖是遗传物质核酸的组成成分，也是若干辅酶和维生素的组成部分，具有重要的生理作用。近年来利用D-核糖生产抗癌和抗病毒药物已显示出了强大的生命力。目前，最主要的生产方法是微生物发酵法。查考了国内外D-核糖发酵的研究现状及进展后，本论文以Bacillus Subtilis HGD107和Bacillus Subtilis104为出发菌，分别采用理化诱变(UV、DES)和基因工程的方法育种，最后获得了一株转酮酶缺陷型基因工程菌B.S pTn15-1。用地衣酚显色法确定了测定D-核糖产量的公式，并对工程菌进行发酵培养基优化和发酵条件优化，摸索出了最佳摇瓶发酵条件。
1.以Bacillus Subtilis HGD107为出发菌，采用UV和DES诱变，确定了紫外线、硫酸二乙酯的最佳诱变剂量：紫外灯20w距离30cm处照射30s。硫酸二乙酯浓度为1％(v/v)，30min。选育出D-核糖产量较高的诱变株UD-30<＃>，D-核糖产量从4.67g/L提高到为24.03g/L。
2.以Bacillus Subtilis 104为出发菌，采用同源重组法高效构建枯草芽孢杆菌转酮酶(tkt)缺失突变菌株。以大肠杆菌质粒pBlUSKM为框架，构建出基于枯草杆菌(B.S104)tkt基因位点的整合载体pb-Trs-n。将此载体重组到B.S104中，从新霉素抗性平板上挑取转化子。整合载体pb-Trs-n的测序结果与Kunst.F报道的tkt基因高度同源(98.9％)。同源重组后，B.S104染色体上的tkt基因(2004bp)部分与载体pb-Trs-n的neo基因(1197bp)发生了同源交换，确定了该转化子为枯草芽孢杆菌转酮酶缺失突变株(tkt，neo)。重组菌B.S pTn15-1D-核糖产量从4.81g/L提高到31.75g/L。考察了基因工程菌的传代稳定性，该菌传代5代后D-核糖的产量没有明显下降，表明该菌株较为稳定。
3.对基因工程菌B.S pTn15-1进行了培养基和发酵条件优化。培养基优化采用了单因子组合法和正交试验法，得出最适培养基配方为(％，w/v)：葡萄糖15(补料)，玉米浆2.5，(NH<,4>)<,2>SO<,4> 1.1，MnSO<,4> 0.005，KH<,2>PO<,4> 0.3，CaCO<,3> 1.0(分消)。通过试验得出最适发酵条件为：初始pH 7.0，发酵温度37℃；摇床转速180r/min，接种量10％，装液量300mL三角瓶装30mL未接种发酵液，发酵液中添加5μg/mL的新霉素，采用24h和48h分批补糖发酵，发酵68h，摇瓶最高产量为45.6g/L。摇瓶发酵条件优化后，产核糖能力稳定在40g/L以上。