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天然产物是药物的重要来源，然而新发现天然产物的重复率越来越高，传统研究策略的盲目性、研究资源的局限性以及研究手段的落后是造成今天微生物天然产物研究瓶颈非常重要的原因。近年来，随着测序技术的迅速发展，基因组学的应用使新药的研发在时间、深度和广度上都得到了创新性改革。基因组挖掘技术已经成为天然产物药物研究的热点。 本课题组与国内外大学、公司合作，共搜集了11546株菌株，并对这些菌株进行了混合测序，构建了万株基因组数据库。对万株基因组数据的种属多样性分析表明万株菌库中绝大多数菌为链霉菌。对耐药基因的多样性分析表明万株菌株中几乎涵盖了所有大类的耐药基因。对次级代谢基因的分析表明，万株基因组数据具有丰富的次级代谢基因多样性，且在现有数据量下，次级代谢基因的类别数未达到饱和，增加测序量仍能发现新颖次级代谢基因。对基因组数据中长片段的分析表明约一半的基因簇是化合物未知的新颖基因簇。 通过使用MVA途径基因在万株基因组数据库中进行比对，挑选出了6株同时含有MVA途径基因和MEP途径基因的菌株。大多数链霉菌都只具有MEP途径，而同时具有MVA途径和MEP途径的菌株往往具有很强的产生萜类化合物的能力。通过在10种培养基中进行发酵培养，RT-PCR检测，共在4株菌中检测到MVA途径的表达。 通过使用PEP mutase基因在万株基因组数据库中进行比对，找出了40株含有PEP mutase的菌株。对这40株菌使用AM2培养基发酵培养，使用ZiO2富集phosphonates，结果显示在18株菌的发酵液中有phosphonates产生。Phosphonates具有很大的药用潜力，20个已分离的phosphonates化合物中3个已商业化应用，这个百分比远高于整个天然产物0.1％的商业化率。对菌株的大发酵结果表明，菌体生长状态与phosphonates产量正相关。发酵液中残留的葡萄糖严重影响phosphonates的富集。对菌株M11108使用含糖量为2％、1％、0.5％的AM2培养基进行发酵培养，使用31PNMR检测产量，结果显示，含1％葡萄糖的AM2培养基最有利于phosphonates产生。 通过前期的菌株筛选，初步发现了一株对丹参酮类化合物具有转化能力的鲁氏毛霉。为进一步确定这株鲁氏毛霉对丹参酮类化合物具有转化能力，对这株菌进行摇瓶发酵，对粗提物进行HPLC分析，最终确定鲁氏毛霉AS3.3447在摇瓶培养条件下对丹参酮类化合物具有转化能力。