即采用遺傳育種的方法，使野生型菌株(從自然界分離篩選而得的出發(fā)菌株)的遺傳因子 DNA發(fā)生突變、重組，從而從中選出產(chǎn)量高、成品質(zhì)量好或具有新的培養(yǎng)特性如耐產(chǎn)物抑制、能利用廉價(jià)原料以及具有生產(chǎn)新品種能力的優(yōu)良菌種。采用的方法有誘變育種、雜交育種、細(xì)胞融合技術(shù)和重組DNA技術(shù)。誘變育種是利用誘變因子如紫外線、鈷-60、乙烯亞胺類(lèi)等物理或化學(xué)誘變劑處理生產(chǎn)菌株的單孢子懸浮液，以獲得誘發(fā)突變株。隨后進(jìn)行突變株的篩選，從中篩選高產(chǎn)菌株。由于隨機(jī)的突變?nèi)后w中，有益突變所占比例很低，要獲得高產(chǎn)突變株必須進(jìn)行大量篩選。可根據(jù)生物合成途徑中的反應(yīng)點(diǎn),并通過(guò)它們的改變以提高產(chǎn)率或其他特性，如選育抗產(chǎn)物反饋抑制的突變株、增加細(xì)胞透性的突變株及營(yíng)養(yǎng)缺陷型的突變株等。這種"理性篩選法"廣泛應(yīng)用于氨基酸產(chǎn)生菌的選育。
 

也稱(chēng)種子制備，是指菌種在一定條件下，經(jīng)過(guò)擴(kuò)大培養(yǎng)成為具有一定數(shù)量和質(zhì)量的純生產(chǎn)菌種的制備過(guò)程。以作接入發(fā)酵罐中進(jìn)一步擴(kuò)大菌體量及合成產(chǎn)物之用。種子制備包括孢子制備和菌絲體制備(見(jiàn)圖)，其中(1)~(4)為孢子制備過(guò)程。保存在沙土管或冷凍管中的生產(chǎn)菌種，用無(wú)菌手續(xù)挑取少許，接入瓊脂斜面培養(yǎng)基上，在25℃(或較高溫度)下培養(yǎng)5~7天(或較長(zhǎng)時(shí)間)。所得孢子還需進(jìn)一步用較大表面積的固體培養(yǎng)基以獲得更多孢子，對(duì)于霉菌類(lèi)孢子制備，多數(shù)采用大米、小米之類(lèi)的天然培養(yǎng)基。將培養(yǎng)成熟的斜面孢子制成懸浮液，接種到扁瓶固體培養(yǎng)基上，于25~28℃培養(yǎng)14天。將成熟的扁瓶孢子于真空中抽干，使水分降至10%以下，并放入 4℃冰箱中備用。一次制得的孢子瓶可在生產(chǎn)上延續(xù)使用半年左右。放線菌孢子的培養(yǎng)基大多是采用麩皮或豌豆浸出液、牛肉膏及無(wú)機(jī)鹽與瓊脂制成的。將斜面孢子接入擴(kuò)大的扁瓶孢子培養(yǎng)基中,于28~37℃培養(yǎng)5~14天。所獲得的大量孢子可直接作為種子罐 (6)的種子。如果有些生產(chǎn)菌種不產(chǎn)孢子，如赤霉素產(chǎn)生菌或產(chǎn)孢子不多的,則可采用搖瓶(5)液體培養(yǎng)制得菌絲體，作種子罐的種子。種子罐的目的是使接入有限的孢子或菌絲體迅速發(fā)芽、生長(zhǎng)、繁殖成大量菌體。其中的培養(yǎng)基組分應(yīng)是易于被菌體利用的碳源(如葡萄糖)和氮源(如玉米漿等),及無(wú)機(jī)鹽(如磷酸鹽)等。作為發(fā)酵罐(7)的種子應(yīng)是生命力旺盛、染色深、菌絲粗壯,無(wú)雜菌及異常菌體。接種量一般在10%~20%。