谷氨酰胺转胺酶(Transglutaminase,缩写TG, EC2.3.2.13)可以使蛋白质发生交联,改变蛋白质的功能性质和营养价值,被广泛应用于食品、化妆品、医药等领域。TG酶广泛存在于植物、动物、微生物、人体中,其中,微生物发酵法生产的谷氨酰胺转胺酶(MTG)由于分子量小、对钙离子不依赖、价格低廉的特性,大规模应用于工业化生产中。HS47(菌种保藏号：CGMCCNo.10804)菌株是通过自然筛选得到的一株新的野生菌株,其所产的MTG得到食品药品监督管理局(Food and Drug Administration,简称FDA)的安全认证,可以放心应用于食品中,但是,此菌株的产酶能力较低,难以实现MTG的工业化生产。因此,本文采用传统物理、化学诱变方法辅之96孔板高通量筛选体系对茂源链霉菌HS47进行选育,期望达到提高菌株产MTG的酶活的目的；同时,通过优化培养基组分来进一步提高MTG的酶活,为实现MTG的工业化生产奠定基础。主要的研究结果如下：(1)HS47菌株的基本特征和筛选方法。茂源链霉菌HS47为严格好氧菌,菌丝体在平板上聚集成致密的薄膜状；显微镜下,菌丝体细长且有分支,聚集成团状。茂源链霉菌HS47的发酵过程为：30℃下培养种子,24h后将种子液以10%的比例接入发酵培养基,相同温度条件下培养40h左右。茂源链霉菌HS47的生长特征为：36h前,菌体呈指数增长,36h后生物量基本不变,44h时达到最大生物量,44h后,菌体生物量下降。茂源链霉菌HS47的产酶过程为：发酵8h时,MTG活性开始产生,12h后急速提高,36h时达到2.5U/mL,之后酶活开始下降。茂源链霉菌HS47的甘油代谢过程为：8-20h内甘油消耗速率最大,24h后甘油消耗速率减弱,30h之后甘油基本消耗完全。茂源链霉菌HS47的氨氮代谢整体变化趋势为：先上升后下降至平稳后再上升。茂源链霉菌HS47的pH变化为：0-20h的发酵前期急速下降至6.5,32-48h的发酵后期上升至8.1。向培养基中添加氨苄青霉素或氯霉素可以提高所筛选菌株HS47所产MTG的酶活。对实验室原有的96孔板高通量筛选方法进行改进后,筛选速度得到进一步的提高,筛选周期由原来的31d缩短到25d,筛选菌株的变异系数更小,筛选结果更精确。(2)HS47菌株的诱变选育和高产菌株的基本特征。对茂源链霉菌HS47进行UV诱变的最佳作用时间为60s,诱变距离30cm,暗处理60min。NTG诱变的最佳条件为：作用浓度2mg/mL,作用时间60min,作用pH9.0。NIT诱变的作用浓度为2mg/mL,pH为4.5,作用时间为30min。ARTP诱变的最佳作用时间为30s,处理功率为120W,处理距离为2mm,气流量为10SLM。采用以上方法对菌株HS47进行诱变筛选,经过四轮诱变,从35820株菌中筛选出1株酶活为7.7U/mL的高产菌株,其酶活是野生出发菌株HS47的3.08倍。在达到酶活最高点时,高产菌株的生物量略高于野生型菌株。高产菌株产酶时间和发酵周期延迟了4h。诱变高产菌株与出发菌株在对甘油和氨基氮的消耗方面没有显著性差异。诱变高产菌株在遗传上具有良好的稳定性,其遗传稳定性比野生型菌株要好。诱变高产菌株的发酵最佳碳源是甘油,最佳氮源是鱼粉蛋白胨。(3)HS47诱变菌株的发酵培养基优化。借助Design-Expert软件,利用响应面实验设计三步法,以菌株摇瓶发酵40h的MTG酶活为响应值,对茂源链霉菌的发酵培养基进行了优化。Plackett-Burman实验确定了影响茂源链霉菌酶活的三个主要因素为：甘油、鱼粉蛋白胨和吐温.80。以最陡爬坡实验中酶活最高的处理,即甘油17.90g/L、鱼粉蛋白胨19.60g/L、吐温80 0.60g/L为下一步响应面分析的中心点。中心组合实验确定优化后的发酵培养基组分为甘油17.72g/L、鱼粉蛋白胨19.56g/L、吐温800.65g/L。经过在优化后的发酵培养基中发酵验证,茂源链霉菌所产MTG的酶活(9.6U/mL)较优化前(7.7U/mL)提高了24.7%。