多杀菌素是在90年代初期开发的一类大环内酯化合物。该类化合物不仅有很高的生物活性，而且对非靶标生物的毒性很低，对人和其他哺乳动物非常安全。多杀菌素从发现、确定生物活性到早期开发的整个过程历时12年。产生该类化合物的土壤放线菌是美国礼来公司对大量的土样进行筛选后于1985年发现的。到1999年多杀菌素已经在24个国家、100多种作物上进行了注册登记。
    多杀菌素类化合物是野生型菌株S.spinosa 在培养介质中经有氧发酵而得的次级代谢产物。从结构上看，这些化合物属大环内酯类，分子内包含一个独特的四核环系，并连结着两个不同的六元糖。四核环系由一个5，6，52顺2反2反三环系统稠合一个十二元大环内酯组成，一个A，B不饱和酮和一个独立的双键嵌在四核环系中。四核环部分在两个相反端分别由两个羟基取代，与其相连的两个六元糖其中一个是氨基糖，另一个是鼠李糖。在四核环系上有多个手性中心，这是全合成中的一个难点。在天然多杀菌素分离提取物中，两个最高活性组份spinosyn A和D的混和物被称为多杀菌素，它是商业化产品的主要成分。
    多杀菌素为浅灰白色的固体结晶，带有一种类似于轻微陈腐泥土的气味。在水溶液中pH 值为7.74，对金属和金属离子在28d内相对稳定，商业化产品的保质期为3年。多杀菌素在空气中不易挥发，蒸气压大约为1.3×10-10Pa，在环境中通过多种途径组合的方式进行降解，主要为光降解和微生物降解，最终变成碳、氢、氧、氮等自然组份。
我公司对多杀菌素生产菌的选育及发酵生产进行了系统地研究，重点进行了多杀菌素高产菌种的推理选育，发酵工艺优化及初步小试等方面的研究。确定了采用高效液相色谱法对S.spinasa发酵液中多杀菌素的含量进行测定。同时根据多杀菌素的生物合成途径和代谢调节机理，对多杀菌素产生菌刺糖多抱菌(Saccharoplyspo.rasplnos司进行推理选育，旨在获得高产菌株。出发菌株经过3次紫外线诱变，分别筛选多杀菌素抗性突变株、鼠李糖抗性变株和2一脱氧-D-葡萄糖(2-DOG)抗性变株，并结合自然分离纯化，最终获得高产突变株，其摇瓶酵效价达768ug/ml，较出发菌株生产能力提高了221%。
    我公司对多杀菌素的摇瓶发酵工艺进行了研究，优化了培养基组成和培养条件，考察了碳源氮源、无机盐、前体物质及其补入时间、pH等因素对多杀菌素发酵的影响。同时对平板培养基，斜面培养基，种子培养基进行了系统的优化，使菌株能达到较好的生长状态和更高的发酵产量，总结出一套适于菌体生长和提高发酵单位的培养方法。对多杀菌素发酵培养基进行了优化过程中，还要考察碳源、氮源、前体物质、前体添加时间、无机盐、温度等因素对多杀菌素发酵的影响。通过实验总结，结果表明，葡萄糖是最适的碳源，黄豆粉、鱼粉和牛奶都是较好的有机氮源，培养36hr添加醇对多杀菌素生物合成的促进作用最大，KH2PO4，KNO3和乙酸钠的加入可以有效提高多杀菌素发酵产量。以摇瓶发酵实验为基础，进行了多杀菌素发酵由摇瓶到10L发酵罐的放大，10L发酵罐上多杀菌素的发酵单位达到了1700ug/mL。
    我公司研究人员在进行菌株选育的过程中主要运用了三种方法：自然选育，诱变育种和推理选育，通过自然选育往往能筛选到生产能力有一定提高的菌株，同时也可以考察菌株的传代稳定性；诱变育种中主要使用的诱变剂有化学诱变剂NTG和物理诱变剂紫外线两种；推理选育则是在诱变的基础上，根据多杀菌素的生物合成途径和代谢调节机理代谢，采用适合的抗性平板进行筛选。
    菌株的高产特性不仅由其遗传特性决定，而且也由其所处的环境条件决定，发酵法生产抗生素产量的高低除了受生产菌种的影响外，培养基的组成和培养条件对产量的影响也很大。抗生素发酵水平的提高主要依赖于菌种选育及发酵工艺(培养基和培养条件)的优化，这两个环节是相辅相成的。菌种选育就是按照生产要求，根据微生物的遗传和变异的理论，用人工的方法造成菌种变异，再经过筛选获得高产变株而达到提高发酵水平的目的；而发酵工艺的优化是改变培养基的组成及在发酵过程中改变培养温度、通气量、搅拌转速、调节pH、补料、补水、加入前体等措施，从而强化微生物的生物合成的全过程，从而提高发酵产量。通过工艺优化，改进发酵培养基成份和发酵条件，创造适合菌体生长和生物代谢的最佳条件，充分发挥菌种的生产潜力，来实现显著提高发酵产量。