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近年来,食品安全问题得到政府和社会的高度关注,毋庸讳言,食品防腐剂也是食品安全关键因素之一。ε-聚赖氨酸(ε-polylysine,ε-PL)是一种L-赖氨酸同聚物,具有抑菌谱广、水溶性强、热稳定性、可生物降解、安全无毒等优点,是食品防腐剂的理想选择;ε-聚赖氨酸可通过微生物发酵生产获得,但ε-聚赖氨酸产量低是限制其工业化生产的主要因素,因此提高微生物发酵产ε-聚赖氨酸的产量具有十分重要的意义。本研究旨在通过菌种选育,优化发酵条件,研究ε-聚赖氨酸合成途径中间代谢产物对合成ε-聚赖氨酸的影响,以期提高ε-聚赖氨酸产量;并通过转录组测序技术初步探究链霉菌ε-PL产量提高的分子水平原因及其合成途径。以菌株SAB为出发菌株,通过对该菌株的形态观察,生理生化实验分析以及16S rRNA分子生物学鉴定,初步鉴定菌株SAB为Streptomyces albulus(白色链霉菌)。并对菌株SAB进行常压室温等离子体(ARTP)诱变育种,结合核糖体工程育种,利用链霉素抗性平板,甘氨酸和ε-PL抗性平板筛选突变菌株,最终从349株突变菌株中筛得遗传性能稳定的ε-PL高产菌株SAY6,ε-PL产量可达2.096g/L,与原始菌株SAB(0.959 g/L)相比,提高118.6%。通过正交试验确定菌株SAY6的最适培养基:葡萄糖5.0%,酵母粉0.50%,硫酸铵1.0%;单因素实验确定最适发酵条件:种龄20h,接种量10%,培养基装量80mL/500mL,培养转速200r/min,发酵时间72h,发酵至24h调节pH至4.5。经过培养基和发酵条件优化后ε-PL产量为2.536g/L,与优化前2.096g/L相比,产量提高20.1%。通过研究ε-PL合成途径中间代谢产物柠檬酸、L-天冬氨酸和L-赖氨酸对ε-PL合成的影响,确定在发酵开始添加终浓度为1.00g/L的柠檬酸,发酵至12h添加终浓度为0.35g/L的L-天冬氨酸和1.00g/L的L-赖氨酸对促进ε-PL合成效果最明显,ε-PL产量可达3.334g/L,进一步提高31.5%;较出发菌株SAB提高247.7%。通过转录组测序技术,分析出发菌株SAB与ε-PL高产菌株SAY6的转录组基因表达谱,与出发菌株相比,高产菌株SAY6有773个基因表现上调,714个基因表现下调;通过对影响ε-PL合成途径分析,发现ε-PL的合成可能以柠檬酸-谷氨酸-赖氨酸途径为主要通路,过量的产物抑制天冬氨酸-赖氨酸途径,而在赖氨酸降解途径中差异表达基因较多表现为下调,抑制赖氨酸的降解,为ε-PL合成积累更多底物,初步揭示了链霉菌产ε-PL产量提高的分子水平原因,为利用分子生物学方法改良ε-PL产生菌提供了依据。