多杀菌素是一类大环内酯类抗生素,其产生菌为刺糖多孢菌（Saccharopolyspora spinosa）,主要作用机制是通过持续激活靶标害虫乙酰胆碱烟碱型受体和γ-氨基丁酸受体使靶标植食性害虫麻痹瘫痪,最终致死。新颖的作用机制使得多杀菌素具有良好的生物安全性和高效的杀虫性能。由于野生型刺糖多孢菌发酵产量低,难以应用于工业生产。本研究通过对野生型刺糖多孢菌SS-WT进行一系列理化改造,筛选得到一株具有高产性状的刺糖多孢菌突变株SS-168,结合转录组学方法分析该高产突变菌株的高产机制,通过验证发酵过程中某些关键代谢通路中基因的表达情况,并在发酵培养基中添加氨基酸等物质进一步提高该高产突变株的多杀菌素发酵效价。本研究主要发现:1.以刺糖多孢菌SS-WT为出发菌株,首轮采用EMS（甲基磺酸乙酯）诱变;第二轮采用链霉素抗性育种;第三轮采用ARTP（常压室温等离子体）诱变育种进一步巩固育种成效;采用对照和添加甲硫氨酸的发酵培养基考察突变菌株的发酵水平。经过复合诱变得到的突变株SS-168,发酵水平高于1000 mg/L,在含有甲硫氨酸的发酵培养基中,其发酵水平进一步提高,约为1600 mg/L。除此之外,另有一株突变菌株ESA-598的多杀菌素组分发生显著变化--多杀菌素A显著下降,但产生较高水平多杀菌素J2.转录组分析结果显示,与野生型菌株SS-WT相比,发酵7天时的刺糖多孢菌SS-168中共有255个基因上调和1086个基因下调。差异表达基因的GO功能聚类分析表明显著下调的基因主要富集在生物过程（Biological process）和分子功能（Molecular function）。KEGG代谢通路预测结果显示在SS-168的发酵过程中,丙氨酸/天冬氨酸/谷氨酸代谢通路有约40%的基因显著下调,参与脂肪酸降解通路的相关基因中共有约34%的基因显著上调,精氨酸/脯氨酸代谢通路则有约33%的相关基因显著下调,除此之外,甘氨酸/丝氨酸/苏氨酸代谢通路的相关基因中约有32%个基因显著下调。3.根据基因表达丰度的差异显著性选择了甘氨酸/丝氨酸/苏氨酸代谢通路作为考察对象。在培养基中分别添加3种氨基酸来考察其对多杀菌素产量的影响,结果表明甘氨酸的添加浓度为1 mmol/L时对多杀菌素合成的促进作用最为显著;丝氨酸促进多杀菌素产量提高的最适添加浓度为15 mmol/L;苏氨酸在添加浓度大于一定阈值（5 mmol/L）时对多杀菌株产量具有显著的促进作用。本研究采用理性的化学结构导向的分子设计育种方法选育高产刺糖多孢菌突变株,与传统诱变方法相比具有更好的诱变效果及突变频率,同时结合转录组学等方法探讨突变株的高产机制,为后续深入开发该菌株提供了理论依据,对国内推广多杀菌素的规模化生产具有重大意义。