Как было показано многочисленными опытами, продуктивность мицелия зависит от количества находящегося в нем фосфора.
Количество фосфора в мицелии зависит от концентрации фосфора в среде. В. А. Северин и С. В. Горская (1957) изучали названные закономерности на синтетической среде, содержащей глюкозу, молочную кислоту, сульфат аммония, сернокислые соли магния, железа, марганца, цинка. Количество КН2РO4 было переменным. Они установили, что мицелий, содержащий 5—6 мкг фосфора на 1 мг сухого мицелия, продуцирует мало стрептомицина. Клетки такого мицелия обладают пониженной способностью потреблять основные питательные вещества среды. Мицелий образует нехарактерные для данного вида формы. 20—37 мкг фосфора на 1 мг мицелия также тормозят образование стрептомицина, хотя динамика процесса ферментации в этом случае иная — полное потребление углеводов, быстрое накопление биомассы, ранний автолиз мицелия. Количество фосфора в 10—13 мкг на 1 мг мицелия наиболее благоприятно для успешного биосинтеза антибиотика. Такое количество фосфора накапливается в мицелии, если синтетическая среда содержит 12—15 мг% фосфора (или 0,05% КН2РO4).
Выше было отмечено, что содержание фосфора в мицелии зависит от его концентрации в среде. Так, при выращивании Реп. chrysogenum на синтетической среде, содержащей 0,1% КН2РO4, гриб ассимилирует 8—11 мг% фосфора, при этом в 1 г мицелия его содержится 15 мг. При уменьшении концентрации фосфата в среде до 0,03% потребление фосфора снизилось до 3,5 кг%, а содержание его в мицелии составило 10 мг на грамм сухого вещества. Однако прямой зависимости между концентрацией фосфора в среде и содержанием его в мицелии не отмечается.
Одним из важных для понимания механизма ассимиляции фосфора клетками является вопрос о первичном акцепторе фосфата, содержащегося в среде. И. С. Кулаевьш (1964) в опытах с Penicillium chrysogenum было показано, что наибольшее количество радиоактивного фосфора содержится во фракции, экстрагируемой из мицелия холодным трис-буфером при pH 9. Химическая природа соединений, входящих в состав данной фракции, не установлена. Показано, что свободные нуклеотиды и полифосфаты Pen. chrysogenum не являются акцепторами фосфора, содержащегося в среде.
Из фосфорных соединений, входящих в состав клеток, наибольшее значение для жизнедеятельности имеют нуклеиновые кислоты. А. А. Прокофьева-Бельговская (1963), располагая большим экспериментальным материалом по влиянию содержания фосфора на характер развития актиномицетов, показала, что изменение способности культуры к образованию антибиотика обусловлено полным изменением жизненного цикла культуры, связанным с интенсивным накоплением нуклеиновых кислот, ядерного вещества и подавлением второй фазы развития. В зависимости от количественного содержания фосфорсодержащих веществ в мицелии и в первую очередь от ДНК и РНК определяется способность культуры синтезировать антибиотик. На ферментационной среде, где количество фосфора сбалансировано с содержанием других компонентов, содержание ДНК относительно невелико. Содержание РНК высокое в первые часы развития культуры, затем прогрессивно снижается, стимулируя быстрый переход культуры во вторую фазу, когда осуществляется биосинтез антибиотика. При избытке фосфора в среде в протоплазме интенсивно накапливается ядерное вещество, характеризуемое высоким уровнем ДНК, содержание РНК остается в течение длительного времени высоким, задерживается переход культуры во вторую фазу развития. При этом способность микроорганизма к биосинтезу антибиотика резко снижается.