營養(yǎng)缺陷型突變株由于發(fā)生了喪失某種酶合成能力的突變，因而只能在加有該酶合成產(chǎn)物的培養(yǎng)基中才能生長。用這種菌株在定條件下培養(yǎng)，可以有目的地積累些中間產(chǎn)物或未端代謝物。對于直線式代謝途徑，選育未端代謝物營養(yǎng)缺陷型菌株可以積累中間產(chǎn)物。

例如，可用酮戊二酸短桿菌（Brevibacterium ketoglutamicum）營養(yǎng)缺陷型菌株來生產(chǎn)L。對于分支式代謝途徑，情況比較復(fù)雜，可以根據(jù)分支途徑的代謝調(diào)節(jié)模式和目的產(chǎn)物在代謝途徑中位置來選育不同的營養(yǎng)缺陷型菌株。例如，對于順序反饋調(diào)節(jié)的途徑，如果目的產(chǎn)物是D，可以選育F和雙重營養(yǎng)缺陷型突變株，使其同時喪失D向E和C向G的轉(zhuǎn)化能力，在補充F和的培養(yǎng)基中，該突變株可以積累D。對于協(xié)同反饋調(diào)節(jié)的途徑，如果目的產(chǎn)物是C，可以選育E營養(yǎng)缺陷型突變株，使其喪失C向D的轉(zhuǎn)化能力，由于G的積累會抑制C向F的轉(zhuǎn)化，只需供應(yīng)E，就會造成中間產(chǎn)物C的積累。

對于累積反饋調(diào)節(jié)的途徑，如果目的產(chǎn)物是D，選育E和G雙重營養(yǎng)缺陷型突變株，使D向E和C向F的轉(zhuǎn)化能力同時喪失，在供應(yīng)E和G的情況下，能積累中間產(chǎn)物D。營養(yǎng)缺陷型菌株也可以用于積累未端代謝物，E、G對于A向B的轉(zhuǎn)化過程具有協(xié)同反饋抑制作用，如果目的產(chǎn)物是E，則可選育G營養(yǎng)缺陷型突變株，使其喪失C向F的轉(zhuǎn)化能力，再供應(yīng)G，由于G含量很低，僅僅E的積累不會對代謝途徑產(chǎn)生反饋抑制，故能大量積累目的產(chǎn)物E。

目前，營養(yǎng)缺陷型突變株的應(yīng)用十分廣泛，尤其是在氨基酸、核苷酸等初代謝產(chǎn)物的發(fā)酵生產(chǎn)中。另外，營養(yǎng)缺陷型突變株在些次代謝產(chǎn)物的發(fā)酵生產(chǎn)中也有應(yīng)用。例如，利用賴氨酸營養(yǎng)缺陷型菌株來生產(chǎn)。由于合成的底物--a氨基己二酸也是賴氨酸合成的底物，賴氨酸的積累會反饋抑制a氨基己二酸的合成，從而影響到的合成。可以選育賴氨酸營養(yǎng)缺陷型菌株，使其喪失利用a氨基己二酸合成賴氨酸的能力，再通過供應(yīng)賴氨酸以控制細胞中賴氨酸的濃度，解除其對a氨基己二酸合成的反饋抑制，使大量生成的a氨基己二酸被用于的合成，從而使的產(chǎn)量得以提高。