微生物遗传与育种(09140)

《微生物遗传育种》课程（09140）教学大纲
一、课程基本信息
课程中文名称：微生物遗传育种
课程代码：09140
学时与学分：76学时4学分（理论课52学时，实验课24学时）
课程性质：专业选修课（必选）
授课对象：生物工程专业
二、课程教学目标与任务
《微生物育种学》课程是为生物工程专业本科生开设的一门重要专业选修课，可在学生学习生物化学和微生物学之后选修该课程。

该课程主要教授微生物育种的理论基础、诱变育种、代谢控制育种、杂交育种、原生质体融合育种、基因工程育种的原理和方法。

通过本门课程的学习，学生可以掌握微生物育种的相关原理和具体方法，为从事生物工程领域的生产和科学研究打下基础。

三、学时安排
课程内容与学时分配表
章节内容课时
第一章绪论 1
第二章遗传物质的基础 2
第三章基因突变 3
第四章工业微生物育种诱变剂 4
第五章工业微生物产生菌的分离筛选 6
第六章工业微生物诱变育种 6
第七章工业微生物代谢控制育种 6
第八章工业微生物杂交育种 3
第九章工业微生物原生质体育种和原生
质体融合育种6
第一〇章微生物基因组改组育种 3 第一一章基因工程育种 3 第一二章分子定向进化育种 3 第一三章高通量筛选技术 3 第一四章工业微生物菌种复壮与保 3 试验1 细菌的原生质体融合 6 试验2 乳酸菌筛选及抑菌作用研究 6 试验3 香菇杂交育种 6 试验4 细菌营养缺陷型筛选试验 6
四、课程教学内容与基本要求
第一章绪论
教学目的：了解微生物育种在发酵工业中的地位，理解微生物育种的进展。

基本要求：通过教学，使学生了解本课程的研究对象和任务、微生物育种在发酵工业中的地位以及工业微生物育种的进展。

重点与难点：
重点：微生物育种的进展。

难点：当前微生物育种的主要技术概览。

教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。

主要内容：
第一节工业微生物育种在发酵工业中的地位
一、微生物菌种
二、微生物菌种的重要性
三、微生物菌种特性
四、菌种来源
第二节工业微生物育种的进展
一、自然选育
二、诱变育种
三、杂交育种
四、代谢控制育种
五、基因工程育种
六、基因组改组（genome shuffling）
七、分子定向进化（molecular directed evolution of enzyme）
八、高通量筛选技术(High throughput screening,HTS)
第二章遗传物质的基础
教学目的：了解微生物遗传的基本知识，掌握微生物基因组的组织与结构。

基本要求：通过教学，使学生回顾、了解微生物遗传的物质基础，掌握微生物基因组的组织与结构。

重点与难点：
重点：微生物基因组的组织与结构。

难点：微生物基因组与其他生物基因组的主要区别。

教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。

主要内容：
第一节染色体
一、染色体形态
二、原核生物及病毒染色体结构
三、真核生物染色体结构
四、染色体数目
第二节核酸
一、核酸
二、RNA
三、DNA
第三节基因的组织与结构
一、基因组
二、基因
三、遗传密码
第三章基因突变
教学目的：了解基因突变的概念，掌握基因突变的本质和表型延迟现象。

基本要求：通过教学，使学生了解基因突变的概念，掌握基因突变的规律和突变类型，理解突变型筛选的方法，理解影响因素和诱变作用的专一性，掌握表型、表型延迟的概念及突变的修复。

重点与难点：
重点：基因突变的本质和表型延迟现象。

难点：基因突变的规律和突变类型，突变型筛选方法。

教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。

主要内容：
第一节突变的分子机制
一、基因突变
二、染色体畸变和染色体组变
第二节突变引起遗传性状改变
一、突变引起遗传性状改变
二、突变型的种类
第三节突变体的形成
一、突变体的形成过程
二、突变的修复
三、突变的表型效应
四、表型延迟
第四章工业微生物育种诱变剂
教学目的：掌握微生物育种各种诱变剂及其诱变机理，了解诱变剂处理方法。

基本要求：通过教学，使学生掌握诱变剂的概念、常见诱变剂的种类和诱变机理，了解各种诱变剂在微生物育种中的处理方法。

重点与难点：各种诱变剂的作用机理。

重点：各种诱变剂的作用机理。

难点：诱变剂作用机理及其在微生物育种中的处理方法。

教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。

主要内容：
第一节物理诱变剂
一、物理诱变剂的生物学效应
二、非电离辐射——紫外线
三、电离辐射
四、近年来发展的新型物理诱变剂
第二节化学诱变剂
一、碱基类似物
二、烷化剂
三、脱氨剂（以亚硝酸为例）
四、移码诱变剂
五、羟化剂（以羟胺为例）
六、金属盐类
七、其他化学诱变剂
八、化学诱变剂的安全操作
第三节生物诱变剂
一、噬菌体
二、基因诱变剂
第五章工业微生物产生菌的分离筛选
教学目的：掌握微生物野生菌株的分离筛选方法。

基本要求：通过教学，使学生掌微生物的取样、好氧菌的分离筛选、厌氧菌的分离筛选的基本原理和方法，了解极端微生物和生物可降解塑料生产菌的筛选分离方法。

重点与难点：
重点：微生物野生菌分离筛选程序和方法。

难点：各种微生物野生菌筛选的基本原理和方法。

教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。

主要内容：
第一节含微生物样品的采集
一、从土壤中采样
二、根据微生物生理特点采样
三、特殊环境下采样
第二节含微生物样品的富集培养
一、控制培养基的营养成分
二、控制培养条件
三、抑制不需要的菌类
第三节好氧微生物的分离
一、稀释涂布和划线分离法
二、利用平皿中的生化反应进行分离
三、组织分离法
四、单细胞或单孢子分离法
五、通过控制营养和培养条件进行分离
第四节厌氧微生物的分离
一、厌氧培养中几种除氧方法
二、红螺菌的分离
三、反硝化细菌的分离
四、脱氮硫杆菌的分离
五、乳酸菌的分离
第五节野生型目的菌株的筛选和菌选鉴定
一、初筛
二、复筛
三、菌株鉴定
第六节极端环境微生物的分离筛选
一、极端环境微生物的采样、分离筛选
二、极端微生物酶分子生物学研究
第七节生物可降解塑料(PHA)菌株的分离筛选
一、生物可降解塑料概况
二、获得生物可降解塑料的微生物途径和菌株分离方法
三、PHA的合成机制和发酵特点
第六章工业微生物诱变育种
教学目的：掌握微生物诱变育种的基本理论和方法。

基本要求：通过教学，使学生掌握诱变育种的基本步骤和方法，掌握营养缺陷型菌株、温敏突变株、抗噬菌体突变株的诱变和筛选方法，了解微生物发酵过程的正交法和响应面法试验设计。

重点与难点：
重点：微生物诱变育种的原理与方法。

难点：诱变育种的基本原理、各种常用突变型筛选方法。

教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。

主要内容：
第一节诱变育种的试验设计和准备工作
一、诱变前对出发菌株的了解
二、全面了解菌种特性及其与生产性能的关系
二、了解影响菌种生长发育的主要因素
四、了解菌种有效产物中的各种组分在代谢合成过程中与培养条件的关系
五、建立一个准确、简便、快速检测产物的方法
六、研究最佳的菌种保藏培养基和培养条件
第二节诱变育种的步骤与方法
一、出发菌株
二、出发菌株的纯化
三、单孢子(或单细胞)悬液的制备
四、诱变剂及诱变剂量
五、诱变剂的处理方式
六、影响突变率的因素
第三节突变株的常规分离与筛选
一、诱变育种的基本环节
二、筛选的程序
三、分离和筛选
四、摇瓶液体培养
五、产物活性测定
六、摇瓶数据的调整和有关菌株特性的观察分析
七、培养基和培养条件的调整
八、变种的特性研究与鉴定
九、诱变育种实例
第四节营养缺陷型菌株的筛选
一、营养缺陷型菌株的分离和筛选
二、营养缺陷型突变株的应用
第五节温敏突变株的筛选
一、温敏突变株的特性
二、温敏突变株的筛选方法
三、温敏突变株在发酵工业中的应用
第六节抗噬菌体菌株的选育
一、烈性噬菌体及其效价的测定
二、温和性噬菌体及溶源菌
三、抗噬菌体菌株的选育
四、抗性菌株的特性研究
五、抗噬菌体菌株选育的实例
第七节微生物发酵过程优化的正交法
一、正交的含义
二、正交试验设计方法
三、正交试验结果
第八节微生物发酵过程优化的响应面法试验设计（自学）
一、微生物发酵过程优化过程概述
二、响应面法
三、响应面法的应用实例
第七章工业微生物代谢控制育种
教学目的：掌握微生物代谢育种的基本理论与方法。

基本要求：通过教学，使学生掌握初级和次级代谢的调节控制以及微生物代谢控制育种的基本原理与方法。

重点与难点：
重点：组成型突变株的选育和营养缺陷型突变株选育。

难点：组成型突变株、营营养缺陷型突变株的选育方法。

教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。

主要内容：
第一节概论
一、初级代谢产物和初级代谢
二、次级代谢产物和次级代谢
三、初级代谢与次级代谢的关系
第二节初级代谢的调节控制
一、酶合成的调节
二、酶活性的调节
三、反馈阻遏与反馈抑制的比较
第三节次级代谢的调节控制
一、次级代谢产物的诱导调节
二、次级代谢产物碳源分解调节
二、次级代谢产物氮源分解调节
四、次级代谢反馈调节
五、磷酸盐的调节
六、细胞膜透性的调节
第四节代谢调节控制育种
一、组成型突变株的选育
二、抗分解调节突变株的选育
三、营养缺陷型在代谢调节育种中的应用
四、渗漏缺陷型在代谢调节育种中的应用
五、抗反馈调节突变株的选育
六、细胞膜透性突变株的选育
七、其他抗性突变株的选育
第八章工业微生物杂交育种
教学目的：掌握微生物杂交育种的基本理论与方法。

基本要求：通过教学，使学生掌握放线菌、霉菌和酵母菌杂交育种的基本理论和方法。

重点与难点：
重点：杂交亲本的遗传标记的选择。

难点：细菌、放线菌和霉菌的杂交方法。

教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。

主要内容：
第一节微生物杂交
一、杂交的意义
二、微生物杂交育种基本程序
三、杂交过程中亲本和培养基的选择
四、杂交育种的遗传标记
五、杂交育种方法
第二节放线菌杂交育种
一、放线菌细胞结构与繁殖
二、放线菌杂交概况和原理
三、放线菌的杂交技术
第三节酵母菌的杂交育种
一、酵母菌的细胞结构和菌落形态
二、酵母菌的生活史和繁殖方式
三、酵母茵的杂交
第四节霉菌杂交育种
一、霉菌的细胞结构和繁殖
二、霉菌杂交的原理和杂交技术
三、高产重组体的筛选
第九章工业微生物原生质体育种和原生质体融合育种
教学目的：掌握微生物原生质体育种和原生质体融合育种的基本理论与方法。

基本要求：通过教学，使学生掌握放原生质体制备、再生以及融合的方法步骤。

重点与难点：
重点：杂交、原生质体融合的定义和原生质体融合的过程及注意事项。

难点：原生质体操作过程中渗透压的控制。

教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。

主要内容：
第一节原生质体育种
一、原生质体再生育种
二、原生质体诱变育种
三、原生质体转化育种
四、原生质体融合育种
五、其他微生物原生质体育种
第二节微生物原生质体融合育种
一、直接亲本及其遗传标记的选择
二、原生质体制备与再生
三、原生质体融合
四、融合体再生
五、融合重组体检出与遗传特性分析
六、原生质体融合的应用
第三节细菌原生质体融合育种
一、概述
二、细菌原生质体融合育种一般程序
三、细菌原生质体融合育种技术
第四节放线菌原生质体融合育种
一、放线菌细胞壁组成、结构及水解
二、放线菌原生质体融合育种技术
第五节酵母菌原生质体融合育种
一、酵母菌细胞壁结构和遗传标记
二、酵母菌原生质体融合育种技术
第六节霉菌原生质体融合育种
一、霉菌原生质体融合育种程序
二、培养基及相关溶液
三、霉菌原生质体融合的关键步骤
第一〇章微生物基因组改组育种
教学目的：了解微生物基因组改组育种的原理和意义，掌握基因组改组育种的基本方法和技术。

基本要求：通过教学，使学生了解基因组改组育种的原理和意义，并通过实例，掌握基因组改组育种的基本方法和技术。

重点与难点：
重点：基因组改组育种。

难点：基因组改组的具体原理和基本方法。

教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。

主要内容：
第一节微生物基因组改组育种意义和原理
一、基因组改组育种概述
二、基因组改组育种技术基本原理
第二节基因组改组育种技术及应用实例
一、基因组改组育种技术
二、基岡组改组育种技术应用实例
第一一章基因工程育种
教学目的：了解基因工程在微生物育种中的应用和意义，掌握基因工程的主要步骤。

基本要求：通过教学，使学生了解基因工程在微生物育种中的应用前景和实际意义，基因工程载体的构建、重组体导入和重组子的筛选步骤和方法。

重点与难点：
重点：基因工程的主要步骤。

难点：基因定位诱变方法。

教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。

主要内容：
第一节概述
一、基因工程在微生物育种中的应用
二、基因工程原理和步骤
第二节基因工程载体
一、质粒载体
二、入噬菌体载体
三、柯斯质粒载体
第三节基因工程所用的酶
一、限制性内切核酸酶
二、DNA聚合酶
三、依赖于DNA的RNA聚合酶
四、连接酶、激酶及磷酸酶
五、核酸酶
第四节基因工程的主要步骤
一、DNA的制备
二、目的基因的产生与分离
二、DNA的连接
四、重组体导人大肠杆菌
五、含重组质粒的细菌菌落的鉴定
六、目的基因的表达
第五节基因定位诱变
一、定位诱变方法
二、将变异基因送回染色体
第一二章分子定向进化育种
教学目的：了解微生物分子定向进化育种的原理，掌握定向进化育种的基本技术。

基本要求：通过教学，使学生了解微生物分子定向进化育种的原理，分子定向进化育种的理性设计和非理性设计的基本步骤和方法。

重点与难点：
重点：分子定向进化育种的原理和基本技术。

难点：定向进化文库的筛选方法。

教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。

主要内容：
第一节理性设计
一、寡核苷酸引物介导的定点突变
二、PCR介导的定点突变
三、盒式突变
第二节非理性设计——蛋白质(酶)分子定向进化技术
一、蛋白质(酶)分子定向进化的发展
二、蛋白质(酶)分子定向进化策略
三、定向进化文库的筛选方法
四、酶分子工程的应用和发展前景
第一三章高通量筛选技术
教学目的：了解微生物育种中高通量筛选的原理。

基本要求：通过教学，使学生了解高通量筛选的基本原理，掌握高通量筛选的基本程序和方法。

重点与难点：
重点：高通量筛选原理。

难点：高通量筛选的基本程序和方法。

教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。

主要内容：
第一节常用仪器设备
一、微孔板
二、微孔板恒温振荡培养器
三、多通道移液器
四、连续移液器
五、多道连续移液器
六、全自动移液工作站
七、酶标仪(微板光度计)
八、流式细胞仪
九、条形码
十、数据分析软件
第二节高通量筛选技术中的常用
一、漆酶的筛选
二、OmpT蛋白酶的筛选
第一四章工业微生物菌种复壮与保
教学目的：掌握菌种退化的原理和防止退化的方法。

基本要求：通过教学，使学生掌握菌种退化和复壮的定义，理解和掌握防止退化及复壮的方法，掌握菌种保藏原理，理解菌种保藏注意事项，了解国内外主要菌种保藏机构。

重点与难点：
重点：菌种保藏的原理。

难点：菌种退化的防止方法。

教学方法：现代化教学手段，图片展示、讲述法。

主要内容：
第一节菌种的退化与复壮
一、菌种退化的原因
二、菌种退化的防止
三、菌种的复壮及其方法
第二节工业微生物菌种的保藏
一、菌种保藏
二、菌种保藏注意事项
三、目前国内外主要菌种保藏机构
五、课程教学方式与考核方式
1．教学方式
课堂教授为主，辅以实践（实验）教学。

2．考核方式
闭卷考试：成绩占70%；实验成绩占20%，平时综合成绩占10%。

六、参考教材及教学参考资料
参考教材：
施巧琴、吴松刚，《工业微生物育种学》（第三版），科学出版社，2009年03月出版。

参考资料：
[1] 诸葛健，李华钟，王正祥，《微生物遗传育种学》（第一版），化学工业出版社，2009年02月出版。

[2] 金志华、林建平、梅乐和，《工业微生物遗传育种学原理与应用》（第一版），化学工业出版社，2006年01月出版。

[3] 汪天虹，《微生物分子育种原理与技术》（第一版），化学工业出版社，2005年08月出版。

七、实验教学内容与要求
（一）实验教学目的与基本要求
1．教学目的：
（1）使学生全面了解微生物遗传育种学实验的科学内容和基本原理,熟练实验的操作方法和实验中所用的仪器、设备和药品；
（2）训练学生正确掌握实验的操作方法和技能,学会进行综合实验或设计的设计、准备、操作和结果分析；
（3）培养学生对实验原理、方法和结果进行正确的分析、理解, 仔细观察、认真思考的科学素养和分析问题、解决问题的能力.
2．基本要求：
（1）以小组为单位自主设计试验；
（2）按照给定的题目（或自选题目)设计试验方案；
（3）按照试验方案进行试验操作；
（4）实验时,实验室应保持安静,切勿高声喧哗和随意走动；
（5）实验时应认真进行观察和操作,做好实验的记录,有疑难问题向老师请教；
（6）实验完毕后,必须将所有用过的玻璃器皿清洗干净,用过的器物放回原处，未经老师同意,实验室中的任何菌种和物品不得带出室外。

（7）写出完整的试验报告。

（二）实验内容与基本要求
1．实验项目一览表
2．实验内容及要求
实验一细菌的原生质体融合
一、实验目的和要求：
1. 了解原生质体融合技术在微生物基础研究和改良菌种遗传性状方面的应用。

2.掌握细菌原生质体融合的操作方法。

二、仪器设备：
培养皿、移液管、试管、容量瓶、锥形瓶、烧杯、离心管、吸管、显微镜、离心机、分光光度计比色计、细菌过滤器、微波炉、高压灭菌锅、等。

三、实验材料：
1．菌种和培养基
枯草芽孢杆菌菌株T4412 （ade- his-）和TT2 （ade- pro-）或其他具有不同选择标记的菌株（可购
买或通过诱变筛选获得）。

完全培养基（CM，液体和液体），基本培养基（MM），补充基本培养基（SM），再生补充基本培养基（SMR），酪蛋白培养基（测蛋白酶活性用）。

2.试剂
（1）缓冲液
① 0.1mol/L pH 6.0 磷酸缓冲液。

②高渗缓冲液：于上述缓冲液中加入0.8 mol/L 甘露醇。

（2）原生质体稳定液（SMM）
0.5 mol/L 蔗糖、20 mol/L MgC1 、0.02 mol/L 顺丁烯二酸，调pH 6.5。

（3）促融合剂
40％聚乙二醇（PEG-4000）的SMM 溶液。

（4）溶菌酶液
取酶活性为4000 U/g的溶菌酶，用SMM 溶液配制，终浓度为2 mg/mL，过滤除菌备用。

四、教学方法：
讲述、自查资料学习、讨论。

五、实验内容提要：
细菌原生质体融合（bacterial protoplast fusion）是20世纪70年代发展起来的重要的基因重组技术，现已经成为细菌遗传育种的一项基本技术。

该技术不但可以改良菌种遗传性状、提高有用代谢产物产量，还可以综合不同菌株代谢特征，产生新的有用代谢产物，在工业生产和遗传育种上展示出美好的应用前景。

同转化、接合、转导、杂交和转染等传统基因重组方式相比有以下优点：具有广泛适应性和随机性，能够打破菌株的种属界限，实现远缘菌株间的融合；可以使遗传物质传递更为完整，获得更多基因重组机会；可以和其他育种方法相结合，综合双亲的多种优良性状；在工业菌株的选育过程中，可以实现定向育种；能够用于遗传分析等基础理论研究等。

细菌原生质体融合技术的整个过程包括：亲本菌株选择、原生质体的制备、原生质体融合、原生质体再生及融合子检出等主要步骤。

亲本注意选择有不同标记的菌株，包括表型标记、生化标记、抗药性标记、遗传标记等。

原生质体的制备主要通过利用蜗牛酶或溶菌酶消化细胞壁获得。

原生质体融合常采用诱导法，当前常用的方法主要有化学法、物理法和生物法等，其中化学诱导法主要采用聚乙二醇（PEG）接合高Ca2+进行诱导。

原生质体再生后融合子的筛选主要是参照亲本菌株不同标记型进行，通过设计实验，淘汰亲本菌株，获得融合子。

实验二乳酸菌筛选及抑菌作用研究
一、实验目的和要求：
1. 掌握乳酸菌分离纯化的方法，并筛选1-2株具有广谱抑菌效果的菌株。

2.了解乳酸菌的抑菌作用。

二、仪器设备：
GL-20G- 11冷冻离心机、万分之一电子天平、不锈钢手提式压力蒸汽灭菌器、冷藏冷冻箱、数显恒温水浴锅、振荡培养箱、电热恒温培养箱(20^-600C)、电热恒温培养箱((5^-600C)、超净工作台、DM型电热套、数码相机
三、实验材料：
1．样品来源
以市售新鲜大白菜叶片或其他含乳酸菌材料为样品来源。

2．培养墓
采用改良的M17G培养基:胰蛋白陈5g，大豆蛋白陈5g,牛肉青5g，酵母膏2.5g，蔗糖5g，抗坏血酸0.5g, lmol/L硫酸镁1mL,蒸馏水1000mL, pH6.8-7.0, 121℃灭菌15min。

若配制固体培养基则向其中加入1.5%琼脂。

另外，根据实际需要，需加入0.004%澳甲酚紫和15001U/mLJL酸链球菌素。

乳酸乳球菌富集、发酵及斜面保藏：均采用改良的M17G培养基。

指示菌培养基: 细菌培养采用1.0%K2HP0;牛肉膏蛋白陈培养基:牛肉膏3g，蛋白陈log, NaCl 5g, K2HP04109，琼脂15g,蒸馏水1000mL，自然pH, 121 0C灭菌20min；酵母菌培养采用1.0%K2HP04 YPG培养基:酵母膏log蛋白陈20g;葡萄糖20g,K2HP04 log，琼脂15g,蒸馏水1000mL, pH 7.0, 121 C灭菌20min；真菌培养采用1.0%K2HP04 PDA培养基:马铃薯200g，葡萄糖20g，琼脂15g,K2HP04 log，自来水1000mL, pH自然，121℃灭菌20min。

3．指示菌
金黄色葡萄球菌、单核增生李斯特氏菌、枯草芽饱杆菌、蜡状芽抱杆菌、苏云金芽抱杆菌,嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、大肠杆菌、副溶血性弧菌、创伤弧菌、酿酒酵母,热带假丝酵母、绿色木霉、番茄煤污尾孢霉等，选择其中2~3种。

4．主要试剂
抗坏血酸、胃蛋白酶、胰蛋白酶，蛋白陈，胰蛋白膝、牛肉膏、酵母膏、葡萄糖、磷酸氢二钾、盐酸，琼脂，澳甲酚紫，七水硫酸镁，氧化钠、蔗糖、氢氧化钠，乳酸链球菌素
四、教学方法：
讲述、自查资料学习、讨论。

五、实验内容提要：
乳酸菌（Lactic acid bacteria，LAB）是存在于人和动物肠道、许多食品、物料及少数临床样品中的一大类能发酵碳水化合物（主要为葡萄糖）产生大量乳酸的兼性厌氧菌。

这是一群相当庞杂的细菌，目前至少可分为18个属，共有200多种，主要包括乳杆菌（Lactobacillus）、乳球菌（Lactococcus）、明串珠菌（Leuconostoc）、片球菌（Pediococcus）、链球菌（Streptococcus）、肠球菌（Enterococcus）、双歧杆菌（Bifidobacterium）和肉食杆菌（Carnobacterium）等属。

许多乳酸菌除产生乳酸、乙酸和双乙酰外，还可产生多种抑菌活性物质，包括细菌素，PHA，环肽化合物等，特别是乳酸菌细菌素以其安全、高效、无毒副作用和无抗药性等优点，广泛用于食品、医药、饲料等工农业生产。

如在乳制品中，乳酸链球菌素已用于干酪、巴氏灭菌干酪、巴氏灭菌奶、罐藏浓缩牛奶、高温灭菌奶、高温处理风味奶、酸奶等；在肉制品中，使用乳酸链球菌索的有罐装火腿、熏猪肉、成猪肉、香肠、真空包装的新鲜牛肉等；在啤酒中，乳链球菌素在低pH值、含酒花物质的环境下，活性不受影响，却能够有效的抑制啤酒中已发现的几乎所有的革兰氏阳性腐败菌，从而提高啤酒的生物稳定性。

在医药应用方面，乳酸菌素具有：①抑菌作用，用于治疗临床上因消化不良引起的腹胀、腹泻、胃肠炎等；②改善。