光合细菌研究进展

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光合细菌应用的研究进展

光合细菌应用的研究进展光合细菌应用的研究进展摘要:光合细菌作为一种厌氧菌，本身含有多种营养物质和生理活性物质，具有进行光合作用、发酵以及固氮、产氢等功能，近几十年来受到世界的广泛关注。

本文简单介绍了光合细菌的分类和特征、性质，重点讨论了光合细菌在废水处理、生产单细胞蛋白、水产养殖、农牧业、生产食用色素以及其他等多方面的应用，尤其是将其用于中药的生物技术处理，为新药的研究开发提供了一种全新的思路和方法。

关键词:光合细菌;应用;研究光合细菌(photosynthetic bacteria,PSB)是自然界中的一类水圈微生物，广泛分布于湖泊、海洋、土壤中，是地球上最古老的生物之一。

人类对光合细菌的认识始于19世纪30年代。

1836年，Ehrenberg发现两种能够使沼泽、湖泊等水体颜色变红的微生物，且其生长与光、H2S的存在有密切关系。

1883年Engelmann根据此类“红色细菌”聚集生长在波长与细菌细胞内色素的吸收波长相一致的光线下这个事实，从而认为它们能进行光合作用。

Van Niel 于1931年提出光合作用的共同反应式，用生物化学统一性观点解释生物的光合成现象，为现代光合细菌研究工作奠定了坚实的基础。

1987年，在中国上海成功召开了第一届中日光合细菌国际学术会议，大大推动了光合细菌的研究和应用的发展。

1 PSB的分类根据《伯杰细菌鉴定手册》第8版，将PSB分为2大类：蓝细菌(门)和红螺菌(目)，其中可进行光合作用而不产氧的红螺菌又可分为3个科(红螺菌科、着色菌科和绿菌科)，18个属，见下表。

表1 PSB的分类(略)2 PSB的特征和性质光合细菌属革兰氏阴性细菌，主要有球状、杆状、螺旋状和卵圆形，一般细胞直径大小为0.5 ~5 μm。

主要以二分分裂方式进行繁殖，少数为出芽生殖。

光合细菌菌体内含有菌绿素和类胡萝卜素，细菌的种类和数量不同，菌体可以呈现不同的颜色。

光合细菌能以光作为能源，以CO2或有机物作为营养碳源进行繁殖，能利用太阳能同化CO2，在不同的自然条件下具有不同的功能，如固氮、固碳、放氢等，在自然界的物质循环中起着重要的作用。

光合细菌在农业中的应用研究进展

当前，我国农业的无机肥料及化学农药使用量与日俱增，不仅导致土壤中含有大量农药，并且引发了土壤板结、盐渍化等一系列问题，造成土壤肥力大幅下降。

随着国民经济的迅猛发展以及民众生活品质的提升，民众的保健意识、环保意识相较之前明显增强，对于食物，民众不再过多地关注数量，而是将更多目光聚焦于食物质量，所以应大力研发绿色食品，以此为突破口减少环境污染，促进农业稳健、持续、高效发展，由此全面改善民众生活品质，为广大民众提供环保健康的绿色食品。

而绿色食品的制作核心是保证生产环节不会受到污染，所以，应尽可能地减少农药等产品的使用，尝试引入并引用先进环保的生物技术。

自上世纪70年代开始，生物技术取得了长足进展，在新技术革命中占据着举足轻重的地位。

现代生物技术凭借着其独特的优势和突出的效用现已在药物生产、新型食品生产、抑制环境污染等方面得到大力推广和积极应用。

光合细菌相较于普通细菌来讲，生理生化特性比较独特，为其在农业废水处置、种植业等方面的应用提供了重要基础，现在，它备受社会各界高度重视，成为一项热门研究课题。

1.光合细菌简介作为一种形成历史较为悠久的原核生物，光合细菌主要生存于湖泊、沼泽、海洋等自然水域中，甚至农田、水田、潮湿土壤中亦有它们的分布。

经过大量的科学研究证实，光合细菌在各种各样的环境下呈现出不同的异氧功能，比如固碳、脱氢等，与自然界中的氮、磷、硫循环有密切关系，在生态系统的自我调节过程中发挥着不可或缺的关键作用。

目前，人们基于光合色素体系将光合细菌划分为下述4个不同的科：一是llaceaeRhodospiri（红色无硫细菌），二是eaeChromatiac（红色硫细菌），三是eaeChlorobiac（绿色硫细菌），四是aceaeChloroflex（滑行丝状绿色硫细菌），可细分为22个属，61个种。

2.光合细菌的形态特征作为革兰氏阴性菌体系的重要组成部分，光合细菌的形态比较丰富，有的呈卵圆形，有的为杆状，也有一些为球状。

光合细菌的应用现状与发展前景

光合细菌的应用现状与发展前景摘要：光合细菌因其分布广泛，自身无毒，且富含蛋白质，类胡萝卜素等多种营养物质，得到了广泛的应用。

光合细菌的应用研究已经开展了很多年，其在生物制氢、水产养殖、污水处理等方面取得了极大的进展，但其发展前景依然广阔。

笔者根据多年来各位学者的研究进行综合论述，以及对光合细菌的发展前景进行进一步的探讨与分析。

关键词:光合细菌应用现状发展前景前言：光合细菌（Photo Synthetic Bactteria,简称PSB）是地球上最早出现并具有原始光能合成系统的原核生物，是一大类在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称。

光合细菌分布广泛，遍及江河、湖泊和海洋，具有固氮、制氢、固碳、脱硫等作用【1】。

光合细菌生命力强，容易培养，生长繁殖速度快，本身无毒，富含蛋白质、维生素、类胡萝卜素等营养物质【1-2】。

光合细菌发现于19世纪30年代，直到20世纪70年代开始才进行深入的研究，随着科学技术的不断发展，也极大地推动了光合细菌的研究。

目前，光合细菌在生物制氢、水产养殖和污水处理等方面的研究取得了极为重大的进步。

1光合细菌生物制氢随着社会的不断发展，石油、煤炭的大量使用，使得我们赖以生存的环境遭受了极大的破坏，故而寻找一种无污染可再生的清洁能源刻不容缓。

氢在氧化过程中只生成水，不产生任何的污染物，且能量密度高、热转化速率高、输送成本低等特点被认为是最理想的清洁能源，可极大地改善我们的生存环境。

但是由于传统的制氢方法存在着耗能大、原料转化率低、污染环境等问题，一直制约着氢的大规模应用与发展。

利用光合细菌生物制氢不仅耗能低、污染少且反应条件温和，受到了国内外大量研究者的关注。

光合细菌制氢能将产氢与光能利用、有机物的去除联系在一起，是最具发展潜力的生物制氢方式之一。

利用光合细菌制氢，受到接种浓度和菌龄、产氢底物、光照、温度、PH、氮源种类及浓度等多种因素的影响。

但在多年的实践研究中，学者们发现了一系列方法来改善光合细菌生物产氢。

光合细菌产氢研究进展

光合细菌产氢研究进展姜淑敏汪吉霞王悦佳汪春蕾*（东北林业大学生命科学学院，黑龙江哈尔滨150040）摘要氢气是目前最常用的清洁能源，具有能量含量高和清洁燃烧的特点。

制氢的方式有多种，生物制氢与传统物理和化学工艺制氢相比，是最清洁的一种方法。

然而，大规模生物制氢的产氢量与产氢率往往受到各种环境等因素的限制。

近年来的许多研究突破了环境因素的限制，从微生物代谢、能源来源及微生物产氢关键酶等方面有效提高了微生物产氢效率。

本文总结了生物制氢的几种主要方法，详细讨论了光合细菌产氢的影响因素，并对其有效促进途径的研究进展进行了综述，以期为生物制氢领域的深入研究提供参考，为工业大规模制氢、减轻环境污染做出贡献。

关键词光合细菌；生物制氮；氢化酶；固氮酶中图分类号TQ116.2文献标识码A文章编号1007-5739（2023）19-0136-07DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2023.19.037开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Research Progress on Hydrogen Production by Photosynthetic BacteriaJIANG Shumin WANG Jixia WANG Yuejia WANG Chunlei*(College of Life Science,Northeast Forestry University,Harbin Heilongjiang150040) Abstract Hydrogen is the most used clean energy with high energy content and clean combustion characteristics. There are many ways to produce hydrogen.Biological hydrogen production is the cleanest method compared with traditional hydrogen production of physical and chemical processes.However,the hydrogen production quantity and hydrogen production rate of large-scale biological hydrogen production are often limited by various factors such as the environment.In recent years,many studies have broken through the limitations of environmental factors.The efficiency of microbial hydrogen production was effectively improved from the aspects of microbial metabolism,energy resource and key enzymes relevant to microbial hydrogen production.In this paper,the main methods of biological hydrogen production were summarized,and the influencing factors of hydrogen production by photosynthetic bacteria were discussed in detail,and the research progress on effective promotion approaches was reviewed,so as to provide a reference for the in-depth research in the biological hydrogen production field,and contribute to industrial large-scale hydrogen production and reduce environmental pollution.Keywords photosynthetic bacterium;biological hydrogen production;hydrogenase;nitrogenase化石燃料燃烧时产生的污染物排放到大气中会导致温室效应，从而影响生态环境；并且化石燃料是不可再生资源，人们依赖于化石燃料势必面临能源短缺的危机。

光合细菌在农业生产上的应用研究进展

细胞生长提供了所需的碳源，而且通过食物链使这些碳源又被其它生物利用。同时光合细菌能刺激作物分泌氨基乙酰丙酸物质，该物质是合成叶绿素的必需成分，大量氨基乙酰
丙酸物质的形成促进了叶绿素的合成，增强了光合强度，提
用生物技术防治。光合细菌因其本身特有的生理生化性质，
求不仅局限于数量和品种，更注重质量。针对此种现状，开发绿色食品是解决环境污染、保持农业可持续发展和提高城
乡人民生活质量的根本途径。生产绿色食品的关键是生产过程无污染，应避免农药、肥料等造成的环境内部污染，应利
中能进行光合作用，利用光能同化二氧化碳。这不仅为自身
由于农业上大量使用无机肥料与化学农药，造成土壤残留农药的毒害，土壤盐化、板结严重，土壤肥力趋于衰竭；与
生物生长等方面均有重要作用］。２．１增强作物的光合作用光合细菌在有光照缺氧的环境
此同时，随着人们保健及环保意识的增强，人们对食品的要
ＬａｋｅＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｃｏｎｏｍｙＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，Ｊｉｕｊｉａｎｇ３３２００５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｂａｃｔｅｉｒａｉｓａｋｉｎｄｏｆｈｉｇｈ — ｑｕａｌｉｔｙｏｒｇａｎｉｃｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｉｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｃｒｏｐｓ，ｗｉｔｈｕｎｉｑｕｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓ

光合细菌的分子生物学研究进展

的供应，因为固氦过程中需要消耗大量的能量，
另外，有一些组成光合细菌固氦酶复合物蛋白还
电（０８５６６１４２５２６１４话：１６７６２４６６４６２５３０）９８５０１４４６
Ｂｃｅｉ）是能够进行光合作用的ａｔｒａ
一
类细菌，它是地球上最早（约
２Ｏ亿年以前）出现的，具有原始光能合成体系的原核生物。广义上讲的光合细菌包括产氧和不产
编码各种与光合细菌固氮酶形成或功能有关的蛋白质的基因
氮；着色菌科１９个菌株中有１６株能固氮；绿菌科１７个菌株中有ｌ可以固氮。３株１１合细菌的固氮机制．光光合细菌固氮机制是在固氮酶的催化下，耗ＡＰ以及ＮＤ（）的两个消ＴＡＰＨ中
统称固氮基因（ｉ，去对ｎｆｎｆ过）ｉ的
认识大多来源于肺炎链球菌
（ｐｅｍｎａ）的研究。２足ｎｕｏｉｅ０世纪
氧光合细菌两大部分。通常讲的
光合细菌是指不产氧光合细菌。根据伯杰氏分类手册（九第
默 ” 又在什么时候被激活，，以及究竟如何在起作
用的研究是非常重要的，也非常有趣。１４光合细菌固氮酶活性的调节．光合细菌固氮酶的活性受各种因子调节控

光合细菌在水产养殖中应用的研究进展

收稿日期：０８Ｏ — ２２Ｏ一２６
菌能增加溶氧、净化水质，要是以下３种途径共主
同作用的结果：
作者简介：辉（９１夏１８一）女，北宜昌人。，湖孝感学院新技术学院教师。
・－－— —
１００・ — －－ —
由于光合细菌的营养方式和丰富的营养成分，其在水产养殖中有广泛应用，使主要体现在以
下３个方面。
身的同化代谢过程中，合细菌能吸收分解水中光的氨、、化氢等有害物质，完成了产氢、氮硫又固
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光合细菌在水产养殖中应用的研究进展
１光合细菌中的光能异养菌在自身繁殖过程）
硝化细菌）来处理养殖水体，果表明浮游生物种结
类和生物量增加，水体中总氮、态氮和硝态氮的氨
有光无氧或有氧无光的条件下均能生存，只能而
在有光无氧的条件下才能进行光合作用。
总之，不论是光能自养菌还是光能异养菌，要
发挥光合作用必须处于有光缺氧的环境中。所以光合细菌主要分布于水生环境中光线能透射到的
氮、分解有机物三个自然界循环中极为重要的化
学过程，具有很高的水质净化能力。
１增加溶氧。化水质净

光合细菌在生态农业领域的应用及研究态势

光合细菌在生态农业领域的应用及研究态势摘要：本文主要综述了光合细菌在生态农业领域的研究进展和应用价值。

光合细菌是一种非常重要的微生物资源，因为它具有生态、无污染、对生态环境负面影响小等诸多优点，因此在生态农业的可持续发展中具有重要地位。

它可以有效改善土壤理化环境，提高作物抗逆性与抗病性，在提高农产品品质与产量等方面也有成效。

此外，基于光合细菌而衍生出的有效生物菌群技术（Effective microorganisms，简称EM技术）也在农业领域发挥着越来越重要的作用。

关键词：农业科技；光合细菌；生态农业我国是农业大国，农业不仅仅是我国第一产业，更是我国的立国之本。

改革开放以来，我国的农业得到快速发展，农业科技水平不断提高，农产品产量持续增长，产品种类不断丰富。

然而与此同时，伴随着工业化的不断发展和人口的持续增长，工业生产和人们的生活排放也开始对农业种植环境造成污染，发展生态农业成为促进农业可持续发展的根本途径。

发展生态农业离不开农业科技水平的提高。

在这其中，关于光合细菌的研究成为近几年的热点。

光合细菌（Photosynthetic Bacteria，简称PSB）具有原始光能合成体系的原核生物的总称。

光合细菌在自然界中分布非常广泛，凡是光能所及之处，如海洋、江河、湖泊、池沼、土壤、水田、极地或温泉高盐水体等各种生境中均能发现它们的踪迹[1]。

光合细菌是微生物中一类可以利用太阳能生长繁殖的特殊类群，可以利用硫化氢、二氧化碳等进行光合作用，由于能够广泛应用于环境污染治理和可再生能源利用等多个方面，成为微生物学、农学、环境科学等多个领域的科学家研究的焦点[2]。

1 我国对于光合细菌的研究历史及现状我国对光合细菌的研究起步较早，早在1987年，陈世阳等[3]就对海洋光合细菌的培养及作为水产养殖饲料的应用进行了研究，其研究首次提出了光合细菌作为饵料生物的研究价值。

随后史家梁等[4]尝试使用光合细菌处理高浓度有机废水，取得了不错的效果。

光合细菌生物产氢技术的研究进展

ｐｏｌｍｓｉｅｅｒｈｔｃｎｑｅｒｏｎｅｎｈｐｌｃｔｎｎｔｅｆｔｒｒｒｐｓｄｉｈｒｉｌ．ｒｂｅｎｒｓａｃｅｈｉｕｓｗｅｅｐｉｔｄａｄｔｅａｐｉａｉｓｉｈｕｕｅｗｅｅｐｏｏｅｎｔｅａｔｅｏｃ
ｆｔｅｕｒｈｒ，ｔｖｒｅｙｏｆｈｏｔ — ｄｒｅｐｏｈｅａｉｔｐｏｈｙｏｇｎｒｄｕｃｉｎｅｈｎｏｏｇｙｔｏｔｃｌｗａｓｆｕｅｏｃｓｄｂｏｔａｈｍｅａｒａｈｔｏｎｄａｂｏｄ．Ｔｈｅｕｒｎｔｃｒｅ
所决定。固氮酶是光合细菌光合产氢的关键酶『，５］
在细胞提供足够的ＡＴＰ和还原力的前提下，固氮酶
Ｔｅｈｏｏｃｎｌｇｙ，Ｎａｊｎａｇｕ２００）ｎｉｇＪｉｎｓ１０９
ＡｂｓｒｃＢａｔｒａｐｔｈｙｏｎｐｒｕｃｉｎｅｈｎｏｏｇｙｔａｔ：ｃｅｉｌｈｏｏ— ｄｒｇｅｏｄｔｏｔｃｌｗａｈｅｍｏｓｔｎｔａｓｔｔｐｏｅｉｌｈｙｄｏｎｎｅｇｙｐｒｄｕｃｉｎｒｇｅｅｒｏｔｏｔｃｏｌｉｓ，ｗｈｉｈｇｔｏｇｔｒｏｌｒｎｒｕｓｎｇ，ｅｖｉｏｎｍｅｔａａｍｅｔｎｃｅｎｎｒｙｅｈｎｏｇｅｃｏｔｅｈｅｓａｅｅｇｙｉｎｒｎｍｎｇｅｎａｄｌａｅｅｇｐｒｕｃｎｏｄｉｇ．Ｔｈｅ

光合细菌在种植业上的应用研究进展

光合细菌在种植业上的应用研究进展光合细菌是一类能够进行光合作用的微生物，其在种植业上的应用研究一直备受关注。

光合细菌通过光合作用能够将光能转化为化学能，为植物提供有机物质和氧气，因此在农业生产中具有重要的应用潜力。

本文将对光合细菌在种植业上的应用研究进展进行介绍和分析。

一、光合细菌的特点及应用潜力光合细菌是一类具有特殊代谢途径的微生物，它们能够利用光合作用进行能量合成，并产生养分物质供植物生长。

与植物光合作用相比，光合细菌的光合作用不需要二氧化碳作为碳源，因此在一些难以生长的环境中具有优势。

光合细菌还具有耐盐、耐热、耐干旱等特点，使其在农业生产中更加具有应用潜力。

光合细菌在种植业上的应用主要包括：一是用于土壤改良，通过与植物共生，提高土壤养分和水分利用效率；二是用于植物生长促进剂的生产，通过光合细菌代谢产物对植物生长起到促进作用；三是用于有机农业生产，通过光合细菌的养分提供作用，实现有机农业的可持续发展；四是用于农业废弃物的资源化利用，将农业废弃物转化为有机肥料，实现循环利用。

二、光合细菌在土壤改良中的应用研究进展土壤是农业生产的重要基础，其肥力状况直接影响着植物的生长和产量。

光合细菌在土壤改良中的应用研究是当前光合细菌在种植业上的研究热点之一。

研究表明，一些光合细菌能够与植物形成共生关系，通过与植物根系结合，提高土壤养分的利用效率和植物的抗逆性，从而改善土壤环境，促进植物生长。

目前，研究人员通过对光合细菌共生机制的深入研究，不断挖掘光合细菌在土壤改良中的潜在作用机制。

一些研究发现，一些光合细菌能够产生植物生长素和其他促进植物生长的物质，对植物生长起到积极作用；另一些研究发现，光合细菌能够抑制土壤病原菌的生长，提高土壤的抗病能力。

这些研究进展为光合细菌在土壤改良中的应用提供了理论基础，为光合细菌肥料的研发提供了技术支持。

光合细菌的代谢产物对植物生长起到促进作用，因此在植物生长促进剂的研发中具有重要意义。

光合细菌及其在水产养殖中应用研究进展

收稿日期:2005-08-02作者简介:林春友,1964年生,男,天津蓟县人,副研究员,主要从事水生动物病害防治工作。

光合细菌及其在水产养殖中应用研究进展林春友(天津市水产研究所　300221) 摘要:光合细菌菌体内含有细菌叶绿素a 、b 、c 、d 、e 、g 和多种类胡萝卜素,根据营养方式可分为光能自养菌和光能异养菌,繁殖方式主要为二等分裂,少数属或种为芽殖,营养非常丰富,蛋白质质量分数高达65%,氨基酸组成齐全。

PSB 对水环境有净化功能,在水产养殖中应用的主要种类是红螺菌科菌种。

PSB 中鱼虾必需脂肪酸含量不足,作为仔鱼虾初期饵料时,应与其它富含高度不饱和脂肪酸的饵料配合使用;对细菌病、真菌病有较好的防治效果。

关键词:光合细菌;水产养殖;应用;研究进展中图分类号:S96312,S94213 文献标识码:A 文章编号:1003-1278(2005)06-0025-04 光合细菌(Photosynthetic bacteria ,PSB )是具有原始光能合成体系的原核生物的总称,是水环境中重要的微生物类群,具有净化水质、维持水环境微生态平衡、预防和治疗水生动物疾病等功能;其营养体富含蛋白质、维生素及促进生物生长的生物活性物质,是水产养殖动物优质的饲料添加剂。

近年来,随着应用研究的不断深入,光合细菌在水产养殖方面的作用越来越受到人们的重视。

1　PSB 的分类地位依据1974年《伯杰氏细菌鉴定手册》(第8版),PSB 分为2类,即蓝色细菌门(蓝藻门)和细菌门真细菌纲红螺菌目;又依据Truper pferning 的意见,将光合作用中不产氧的红螺菌目分为红螺菌科、着色菌科、绿菌科和绿丝菌科。

其中在生产上有意义的为红螺菌科,包括红螺菌属、红假单胞菌属、红微菌属。

2　PSB 的基本特征及繁殖方式2.1　形态特征PSB 有球形、卵圆形、杆状、环形、半环形、螺旋状等形状。

大部分单个存在,仅有红微菌属等少数菌体细胞间有丝状连结。

光合细菌在种植业上的应用研究进展

光合细菌在种植业上的应用研究进展
光合细菌是一种可以利用光能进行光合作用的微生物，在植物生长和农业生产中具有
广泛的应用前景。

本文将就光合细菌在种植业上的应用研究进展进行探讨。

1. 光合细菌在提高作物产量方面的应用
光合细菌可以利用光能合成有机物质，并且可以将氮气固定为植物可吸收的氮物质，
从而为植物提供养分。

有研究表明，将光合细菌喷施到作物上可以提高作物产量。

例如，
一项研究发现，将光合细菌喷施到辣椒植株上可以提高辣椒产量和品质，并且能够增加辣
椒中的营养成分含量。

另外，光合细菌还可以促进作物的生长发育，提高植物的光合效率。

例如，有研究表明，将光合细菌应用于葡萄种植中可以提高葡萄的产量和品质，并且还可以增加葡萄中多
酚类物质的含量，从而提高其抗氧化能力。

光合细菌可以将空气中的氮气固定为植物可吸收的氮物质，这样可以改善土壤的肥力，并且减少对化肥的依赖。

另外，光合细菌还可以分解土壤有机物质，从而改善土壤结构，
提高土壤的通气性和含水量。

另外，光合细菌还可以调节植物对干旱和高温的适应能力。

有研究表明，将光合细菌
应用于烟草种植中可以提高烟草对干旱和高温的适应能力，从而提高烟草的产量和品质。

结语
综上所述，光合细菌在种植业上具有十分广泛的应用前景。

将光合细菌应用于作物栽
培中有望提高作物的产量和品质，改善土壤质量，并且提高作物的抗逆性能力。

随着技术
的不断推广和应用，我们相信在未来光合细菌的应用前景是十分广阔的。

光合细菌在水产养殖中的应用研究进展

【】９蒋和生，卢克焕．二Ｂ转换生长因子对牛体外受精卵体
外发育的影响【．西农业大学学报，９１２：１Ｊ广】１，）１ — ９４（５
１６５．
ｔｅｓｒｓｕｔｒｄｗｔｎｕｉ－ｉｅｇｏｔａｔｒＩａｄｉｔｓｃｌｅｉｉｓｌｌｒｗｈｆｃｏｎｖｅｕｈｎｋｌＩ，ｐｄｒａｒｗｈｆｃｏ，ｎｕｉ，ｒｎｆｒｉｎｅｅｉＩｅｉｅｌｏｔｔｒｉｓｌｔｓｒａｄｓｌｎ－ｍｇａｎａｅｎ
童ｊ窭ｊ莓二枣三ｒ。＝。－
１
这些有机物为食物进行生长和繁殖，同时有机
。ｊ ’ Leabharlann １９．６（）４ — ３９４１２：９５．（：５＂５，８２１０１２１．）５【】７严云勤，霞，张黎谭景和．、，鼠输卵管、Ｊ子宫和卵巢组织【】１张炜，萍，慧，ＬＦ对体外培养小鼠孕早４周剑张俊等．Ｉ
ｅｅｏｍｅｔｎｎｒｕｅｉｅｒｗｅｔｔｉＧｔｉｏｆｔｏｙｌｉｌｋｅｉｉｈｉｒｅｒＩ）ｏｓｄｖｌｐｎａｄｉｔａｔｒｎｇｏｈｒｓｒｃｉｎｎＩＦｅｓｆｅｄｅａｍａｎｉｔｙｆｔ（ＦｎｍｕｅｅｍｏｕｂｏａｏＬｏ
文章编号
随着水产养殖业不断壮大、发展，养殖密能源，在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然度及养殖产量不断的提高，一些问题也随之出界中有机物、硫化物、氨氮等为营养进行生长现。首先，在我国养殖业大多为静水塘养环境和繁殖的微生物。水产养殖中使用较多的为红下，高密度养殖造成大量的水产动物排泄物、螺菌科的红色假单胞菌属的混合菌株。目前，残余饵料、消毒药剂等有机物沉积水底，有机ＰＢ以其独特的生理功能和菌体丰富的营养在Ｓ物被分解释放出大量有害物质，使养殖水质环水产养殖、畜禽生产、饲料添加剂和环境保护境恶化。其次，养殖密度增加，水体环境恶化，等诸多领域得到了广泛的应用，现就ＰＢ在水Ｓ

光合细菌在环境修复中的研究进展

法因其可以选择性去除重金属离子，具有节能高效，易操作，易分离回收等特点，受到普遍关注和应用［对受重金属污染的土壤，２１。已有研究表明光合细
２ＨｕａｓｔｔｏＰａｔｒｔｃｏ，ｈｎｓａ４０２，ＲＣ．ｎＩｔｕｌｏｅｔｎＣａｇｈ１１５Ｐ１ｎｎｉｅｆｎＰｉ
Ａｂｓｒｔｔａｃ：Ａｈｔｓｎｈｔａｔｒｍｓａｃａｓｏｐｃａｎｅｏｉｃｏｒａｉｍｉｈｃｎｃｒｎｐｏｏｙｔｅｉ，ｐｏｏｙｔｅｉｂｃｅｉｉｌｓｆｓｅｉｌａａｒｂｃｍｉｒｏｇｎｓｗｈｃａａｒｏｈｔｓｎｈｓｓｃｕｙ
ａｄｉｈｓｐａｅｅｙｉｏｔｎｏｅｉｎｉｎｎａｅｄａｉｎｄｅｔｔｎｑｅｐｙｉｌｇｃｌａｄｂｏｈｍｉａｎｔａБайду номын сангаас ｌｙｄａｖｒｍｐｒｔｒｌｎｅｖｒｍｅｔｌｒｍｅｉｔｕｏｉｕｉｕｈｓｏｏｉａｎｉｃｅｃｌａｏｏｓ
应用进行了综述，最后对光合细菌在环境修复中的应用前景和发展方向进行了展望。
关键词：光合细菌；环境修复；有机废水；重金属污染；降解
中图分类号：５５Ｘ０
文献标识码：Ａ
文章编号：０６００（０２０ —０００１０— ６Ｘ２１）７０２—３
ＰｒｇｅｓｓｉｐｉａｉｎＯ０ＯｙｔｅｉａｔｒａｉｖｒｎｅｔｌｍｅｉｔｏｏｒｓｅＡｐｌｔｆＰｈｔｓｎｈｔＢｃｅｉｎＥｎｉｏｍｎａｎｃｏｃＲｅｄａｉｎ

光合细菌内高价值物质研究进展

活性物质，在人类生活的许多方面发挥着重要作用。文章对ＰＳＢ内辅酶ＱＩＯ（ＣｏＱ１０）、聚羟基脂肪酸ｆｉ￣（ＰＨＡ）、５一
氨基乙酰丙酸（５－ＡＬＡ）、类胡萝卜素等高价值物质研究概况进行综述，为ＰＳＢ内高价值物质深入研究提供理
ＲｅｎｍｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００８７２，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｕｎｉｃｉｐａｌａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００９０，Ｃｈｉｎａ）
第４４卷第７期
２０１３年７月
东北
农
业
大
学
学
报
４４（７）：１５６－１６０
Ｊｕｌｙ２０１３
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｅａｓｔＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｑ１０（ＣｏＱ１０），ｐ０ＩｙｈｙｄｒｏｘｙａＩｋａｎ０ａｔｅｓ（ＰＨＡ），５－ａｍｉｎｏｌｅｖｕｌｉｎｉｃａｃｉｄ（５－ＡＬＡ），ａｎｄｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓｉｎＰＳＢ

光合细菌在废水处理中的应用研究进展

光合细菌在废水处理中的应用研究进展摘要：光合细菌处理废水具有有机负荷高、占地面积小、投资费用少、动力消耗低等特点。

本文简要概述了光合细菌处理废水的原理、方法以及国内外应用现状及研究进展,并分析了光合细菌应用于实际中的优点与不足以及影响光合细菌净化废水的限制因素, 对光合细菌的应用前景进行了讨论。

关键词：光合细菌废水处理1.光合细菌简介光合细菌（Photosynthetic bacteria，简称PSB）是具有原始光能合成体系的原核生物的总称，是地球上出现最早、自然界中普遍存在、具有原始光能合成体系的原核生物，是在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称，是一类没有形成芽孢能力的革兰氏阴性菌，光合细菌广泛分布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处，主要分布于水生环境中光线能透射到的缺氧区。

是一类以光作为能源、能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。

2.光合细菌生物学特性光合细菌广泛分布于自然界的土壤、水田、沼泽、湖泊、江海等处，主要分布于水生环境中光线能透射到的缺氧区。

光合细菌的适宜水温为15—400C,最适水温为28—360C。

它的细胞干物质中蛋白质含量高达到60%以上，其蛋白质氨基酸组成比较齐全，细胞中还含有多种维生素，尤其是B族维生素极为丰富，Vb2、叶酸、泛酸、生物素的含量也较高，同时还含有大量的类胡萝卜素、辅酶Q等生理活性物质。

因此，光合细菌具有很高的营养价值，这正是它在水产养殖中作为培水饵料及作为饲料添加成分物质基础。

PSB的菌体无毒，营养丰富，蛋白质含量高达64．15％－66．0％，而且氨基酸组成齐全，含有机体需要的8种必需氨基酸，各种氨基酸的比例也比较合理。

PSB还含有丰富的B族维生素。

PSB菌体内含有较高浓度的类胡萝卜素并且种类繁多。

迄今已从光合细菌中分离出80种以上的类胡萝卜素。

PSB在厌氧光照条件下，能利用低级脂肪酸、多种二羧酸、醇类、糖类、芳香族化合物等低分子有机物作为光合作用的电子受体，进行光能异养生长。

光合细菌在种植业上的应用研究进展

光合细菌在种植业上的应用研究进展光合细菌是一类能够利用太阳能进行光合作用的微生物，它们可以在光照下将二氧化碳转化为有机物质，同时释放氧气。

由于光合细菌具有光合能力，因此在种植业上具有广阔的应用前景。

随着科学技术的不断进步，光合细菌在种植业上的应用研究也在不断深化。

本文将对光合细菌在种植业上的应用研究进展进行详细的介绍。

一、光合细菌的概述光合细菌是一类原核生物，它们具有叶绿体和叶绿体类似的色素体，可以利用光合色素进行光合作用。

光合细菌广泛分布于自然界中的水域、土壤、林地等环境中，是生态系统中重要的微生物种类之一。

光合细菌在光照下能够将阳光转化为化学能，同时释放氧气，是维持地球生态平衡的重要组成部分。

光合细菌具有较高的光合效率和抗逆性，可以在光照不足、营养不足等恶劣环境下进行光合作用，因此在种植业上具有重要的应用价值。

光合细菌还能够分泌生长激素、氮肥、磷肥等植物生长促进剂，对植物生长发育具有显著的促进作用。

光合细菌在种植业上的应用研究备受瞩目。

二、光合细菌在植物生长促进方面的应用研究1. 生长激素的合成光合细菌能够分泌生长激素，包括赤霉素、生长素、激素等，这些激素对植物生长发育具有重要的调节作用。

研究表明，光合细菌所产生的生长激素能够促进植物的萌发、生长、开花和结果，提高作物产量和品质。

利用光合细菌合成生长激素对植物生长发育进行调控已成为种植业上的研究热点。

2. 营养物质的合成光合细菌还能够合成氮肥、磷肥等植物营养物质，提供植物生长所需的养分。

在土壤贫瘠或养分流失较快的土壤中，利用光合细菌合成的营养物质进行土壤改良和植物养分供给，能够显著提高作物产量和品质，改善土壤环境。

光合细菌在植物营养物质合成方面的应用研究对于提高种植业的生产效率具有重要的意义。

光合细菌具有抗生物质合成能力，能够抑制病原微生物的生长和繁殖，对于植物病害的防治具有重要的作用。

利用光合细菌合成的抗生物质对农作物进行防治，能够有效地降低病害发生率，提高农作物的抗病能力，减少农药残留，对生态环境友好，因此备受关注。

光合细菌在水污染治理中的研究进展

光合细菌在水污染治理中的探究进展引言：随着人口增长和工业化进程的加速，水污染问题日益严峻，对人类健康和生态环境造成了严峻恐吓。

因此，寻找高效、低成本的水污染治理方法成为当代环境科学探究的重要课题。

光合细菌作为一类特殊的微生物资源，具有光合作用能力，且对水中污染物有良好的吸附、降解能力，被广泛用于水污染治理。

本文将介绍光合细菌在水污染治理方面的探究进展，并展望其在将来水处理领域中的应用前景。

一、光合细菌的概述光合细菌是一类能够利用阳光或有机物进行光合作用的微生物，它们广泛存在于土壤、水体和植物叶片等环境中。

光合细菌可以通过光合作用将阳光能够转化为化学能，同时能够吸纳水中的污染物质，并通过代谢降解为无害物质。

由于光合细菌具有高效、环保、可再生等特点，因此在水污染治理中具有宽广的应用前景。

二、光合细菌在水污染治理中的吸附作用光合细菌的细胞表面常带有带电荷的物质，可以吸附水中的污染物。

探究发现，光合细菌的吸附作用能力较强，能够有效地吸附重金属离子、有机污染物等。

此外，光合细菌的菌体密度较大，可以形成较为稳定的絮凝体，增进水中污染物的去除。

因此，光合细菌在水污染的初期处理中具有巨大的潜力。

三、光合细菌在水污染治理中的降解作用光合细菌具有较强的降解水中有机污染物的能力。

光合细菌能够产生各类降解酶，对水中的有机物进行降解，将其转化为二氧化碳和水。

探究表明，光合细菌在去除有机污染物方面效果显著，且对各类有机物均具有一定的降解能力。

此外，光合细菌的降解过程是以生物酶为催化剂进行的，并且在新陈代谢过程中会产生一些对水体有益的物质，如氧气等。

四、光合细菌在水污染治理中的应用前景光合细菌作为一种绿色环保的水污染治理方法，具有明显的优势和宽广的应用前景。

起首，光合细菌可以在光照下进行光合作用，为水体提供氧气，改善水体的缺氧环境，增进水中有害物质的降解。

其次，在水体中加入光合细菌，可以有效提高水质的吸附能力和净化效果，降解水中的污染物质，缩减水污染对人类健康和生态环境的恐吓。

光合细菌在种植业上的应用研究进展

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光合细菌(PSB)应用的研究进展

ｐｏｕｔｎａｏｎｉｓｅｔｃｏ，ｃｅｚｍｘａｔｎｉｇｅｌｒｄｃｏ，ｃｒｔｏｘｒｔｎｏｎｙｅＱｅｔｃｉ，ｓｌｃｌｉｅｄａｉｒｏｎｅｐｏｅｎ（ＣｒｔｉＳＰ）ｐｏｕｔｎｉｈｒｕｔｒａｄｌｅｔｋｃｌｒｗｒｒｄｃｏ，ｆｅｙｃｌｅｎｉｓｃｕｔｅｅｉｓｕｖｏｕｅ
光合细菌的分类、结构形态、茵体营养组成，有机废水处理、
光合产氢、物制药，取类胡萝卜素、酶Ｑ、细胞蛋白生提辅单
和水产、禽蓄养殖等方面进行阐述；结果：光合细菌可用来处理高浓度有机废水，用作养殖业饲料，茵体含有丰富的可其
１光合细菌的定义和分类
光合细菌（ｈｔｙｔｅｉｂｃｅａＰＢ是一类能进行光Ｐｏｓｎｈｔａｔｒ，Ｓ）ｏｃｉ
关键词：光合细菌；水处理；胡萝卜；合产氢；细胞废类的原核生物的总称。是地球上最早出现的具有原始光能合成体系的原核生物，广泛存在于自然界中，在腐败有机物质浓度高的水域中更为常见。根据在光合作用过程中是否有氧气产生，以把光合细可菌分为产氧光合细菌（ｘｇｎｃｐｏｓｎｈｔａｔｒ）ｏｙｅｉｈｔｙｔｅｃｂｃｉ和不ｏｉｅａ产氧光合细菌（ｏ—ｘｇｎｈｔｓｎｈｔａｔｒ）ｎｎｏｙｅｉｐｏｙｔｅｉｂｃｉ２大类ｃｏｃｅａ群。蓝细菌为产氧光合细菌的典型代表；产氧光合细菌是不
类胡萝卜素、酶Ｑ；论：辅结目前对光合细菌的研究主要集中

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光合细菌研究进展摘要: 光合细菌分布广泛，本身无毒，富含蛋白质、类胡萝卜素等多种营养物质，得到广泛应用。

光合细菌的分子生物学研究已开展了 40 多年，在固碳和蛋白质表达系统研究方面取得了丰硕成果。

阐述了光合细菌 cbb 操纵子固碳的分子机制和光合细菌作为新型蛋白质表达系统的研究进展，提出了未来的研究重点，为光合细菌的综合开发和利用提供了新思路。

关键词: 光合细菌; 固氮; CbbR 转录蛋白; 表达系统光合细菌分布广泛，遍及江河、沼泽、湖泊和海洋等，具有固氮、制氢、固碳、脱硫等作用［1］。

光合细菌生命力强，容易培养，生长繁殖速度快，本身无毒，富含蛋白质、维他命、类胡萝卜素等［1-2］。

光合细菌发现于 19世纪 30 年代，直到 20 世纪 70 年代才进行了深入、广泛的研究，极大地推动了光合细菌的研究［3］。

目前，光合细菌在固碳和蛋白质表达系统等方面的研究取得了丰硕的研究成果。

1 光合细菌固碳研究光合细菌生命力旺盛，能够以好氧、厌氧和光合异养等多种方式生长，在其生长代谢过程中伴随固碳作用。

光合细菌对二氧化碳的固定是通过卡尔文( Calvin－ Benson － Bassham，CBB ) 循环，即戊糖磷酸途径实现［1］。

光合细菌在自养生长条件下，CBB 循环中的关键酶可以得到诱导表达，如核酮糖－1． 5 －二磷酸羧化酶/加氧酶和磷酸核酮糖激酶。

在光合异养条件下，二氧化碳的固定能力是不固定的，与电子受体的还原势能有关［4］。

电子受体如二甲亚砜 DMSO 能够抑制 CBB 循环酶的生物合成，从而失去固定二氧化碳的能力［5］。

同时，光照强度能够增强光合细菌固碳的能力［6］。

光合细菌固碳对其生长和分泌有机酸以及捕光色素蛋白复合体、细菌叶绿素的生物合成都有一定的影响［7］。

光合细菌对二氧化碳的固定受到 cbb( CBB 循环中的关键酶结构基因) 操纵子的严格调控，cbb 操纵子包括cbbI和 cbbII两个操纵子，分布在基因组的不同位置，表达受 CbbR 转录蛋白的激活［8］。

cbbI操纵子编码 CBB 循环中的关键酶，主要包括 cbbFI、cbbPI、cbbAI和 cbbLIcbbSI基因。

cbbFI基因编码果糖－1，6 －景天庚酮糖－1，7 －二磷酸酶、cbbPI基因编码磷酸核酮糖激酶、cbbAI基因编码果糖－ 1，6 －景天庚酮糖－ 1，7 －二磷酸醛缩酶、cb- bLIcbbSI基因编码核酮糖－ 1. 5 －二磷酸羧化酶/加氧酶［9］。

cbbII操纵子除编码 ccbI操纵子中 cbbFI、cbbPI和cbbAI基因编码的关键酶的同功酶，其中的 cbbTII基因编码转酮醇酶、cbbGII基因编码甘油醛－ 3 －磷酸脱氢酶、cbbMII基因编码 II －型核酮糖－1. 5 －二磷酸羧化酶/加氧酶亚基［10］。

cbbI操纵子的表达受转录蛋白 CbbR 的激活，同时也受 RegA/RegB 双组分信号转导系统中 RegA 蛋白的调控［8，11］。

cbbR 基因位于 cbbFI基因的上游，DNase I 印迹分析表明 CbbR 转录蛋白结合到 cbb I操纵子启动子转录起始位点的－10 bp 和－70 bp 区之间。

DNase I 印迹也证明了 RegA 转录蛋白也能结合到 cbbI操纵子启动子区域，存在两个 DNA 结合位点，一个位于启动子调节区的－301 bp 和－415 bp 区域之间，另一个与 CbbR 蛋白结合位点重叠。

RegA 和 CbbR 蛋白自身能够形成四聚体，RegA 蛋白能够促进 CbbR 蛋白与启动子的结合，但RegA 与启动子的结合不需要 CbbR 蛋白的参与［12］。

研究表明，CbbR 和 RegA 蛋白对 cbbI操纵子的调控需要RuBP 蛋白的参与，RuBP 能促进 CbbR 和 RegA 蛋白的相互作用和增强 CbbR 蛋白与启动子的结合［13-14］，如图1 所示。

其中，CbbR、RegA 与 RuBP 蛋白共同作用才能使得 cbbI操纵子基因转录，在缺少 RuBP 蛋白的情况下，CbbR 和 RegA 蛋白不能调控 cbbI操纵子基因的表达。

目前，常见用于固碳研究的光合细菌有类球红细菌Rhodobacter ( R． ) sphaeorides、荚膜红细菌 Rhodobacter( R． ) capsulatus 和沼泽红假单胞菌 Rhodopseudomonas( R． )palustris。

R． sphaeorides CbbR 转录蛋白的大小约为33. 2 KDa，R． capsulatus CbbR1 和 CbbR2 转录蛋白的大小分别约为 31. 77 KDa 和 33. 7 KDa，R． palustris CbbR转录蛋白的大小约为 35. 09 KDa。

利用 DNAMAN 软件分析 CbbR 序列表明 CbbR 蛋白具有相对较高的保守性，如图 2 所示。

其中，荚膜红细菌 R． capsulatus CbbR1和 CbbR2 转录蛋白的绝对同源性达到 36. 31%。

图中黑色框代表 RegA 蛋白 DNA 结合位点，白色框代表 CbbR 蛋白 DNA 结合位点。

图 1 CbbR、RegA 蛋白对 cbbI操纵子表达的调控模式图中 R． capsulatus SB1003 －1 和 R． capsulatus SB1003 －2 分别表示荚膜红细菌R． capsulatus SB1003 CbbR1 和 CbbR2 转录蛋白。

图 2 CbbR 转录蛋白的保守性分析cbbII操纵子的表达也受转录蛋白 CbbR 和 RegA 的调控，与 cbbII操纵子的调控有所不同［15-16］。

DNase I 印迹分析表明，CbbR 转录蛋白的 DNA 结合位点位于 cbbII操纵子启动子的 +38 bp 和－227 bp 区域之间，但 CbbR转录蛋白对 cbbII操纵子的调控能力比较弱。

RegA 蛋白在启动子的－ 227 bp 和－ 1025 bp 区域之间存在 4 个DNA 结合位点，在光合细菌任何生长条件下都能提高cbbII操纵子的表达。

而 ReA 转录蛋白在 cbbI操纵子启动子的－227 bp 和－545 bp 区域之间仅存在一个能够提高 cbbI操纵子表达的结合位点。

此外，RegA 蛋白对cbbII操纵子的调控比 CbbR 蛋白更为重要。

2 光合细菌蛋白表达系统研究光合细菌具有表达膜蛋白的天然优势，自身含有丰2 四川理工学院学报( 自然科学版) 2012 年 10 月富的膜蛋白［17］。

光合细菌参与光合作用的蛋白多数属于膜蛋白，如捕光色素蛋白复合体 1( LH1) 、LH2、光化学反应中心( RC) 、类胡萝卜素和细菌叶绿素生物合成的结构蛋白和调控蛋白等，它们的含量达到光合细菌总膜蛋白含量的 50 ～70%。

编码这些蛋白的基因非常有规律地分布在染色体 I。

这些参与光合作用的膜蛋白分布在光合细菌的 ICM( Intracytoplasm membrane) 系统中。

此外，光合细菌基因组完全测通，遗传背景和调控机制清楚［18-19］。

张世静等［20］等对光合细菌研究表明其具有较高的安全性。

目前，用于异源表达蛋白质的光合细菌主要有 R． sphaeorides、R． capsulatus、脱氮副球菌 Para- coccus denitrificans 和深红红螺菌 Rhodospirillum rubrum 等。

Graichen 等［21］于 1999 年成功利用 R． sphaeroides 成功表达了具有良好的生物活性的甲胺脱氢酶。

Laible等［22］于 2004 年利用 R． sphaeroides 和 puf 操纵子成功表达了 APC809 和 APC951 两种膜蛋白。

Roy 等［23］于2008年成功利用 R． sphaeroides 和 puf 操纵子基因表达了的人G －蛋白受体 GPCRs，放射性配体结合试验分析表明纯化的 GPCRs 具有良好的活性，这为利用光合细菌表达膜蛋白奠定了坚实的基础。

2009 年，Ind 等［24］以 pIND4 为骨架载体并结合 pYanni3 的 lacIq调控基因、pMG160 复制子和 pJBA24 的 lac 启动子 PA1 /04 /03构建了光合细菌表达载体，并利用 R． sphaeroides 和 Paracoccus denitrificans 表达了光合细菌 Che Y6 蛋白。

其中，Che Y6 蛋白在 R．sphaeroides 中的表达量达到 2. 3 mg 每升细菌，在 Para- coccus denitrificans 中的含量达到 1. 3 mg 每升细菌。

该研究为商业化光合细菌表达载体的构建提供了理论和实践依据。

2010 年，Butzin 等［25］利用 Rhodospirillumrubrum 表达了 Pseudomonas aeruginosa MscL 和 CycB 膜蛋白、Streptomyces lividans KcsA 膜蛋白，它们在每升细菌中的表达量分别达到 22. 8 ～23. 4 mg、6. 7 ～7. 4 mg 和13. 7 ～ 14. 4 mg。

2010 年，Ha z 等［26］利用大肠杆菌乳糖操纵子基因和 R． sphaeroides puc 操纵子启动子 pucP 构建了光合细菌用表达载体，该表达载体含有受外源 IPTG和氧气浓度调控的杂合启动子，首次实现了对外源蛋白表达的精确调控; 首次建立了一步法从 R． sphaeroides 中纯化蛋白质的方法技术体系［27］。

2011 年，Zhao z 等［2］利用 R． sphaeroides 和 puc 操纵子建立了新型蛋白异源表达系统并表达了人α防御素－3、GFP 等多个具有生物活性的蛋白质，极大地推动了光合细菌新型蛋白质表达系统的发展和开发利用。

以上光合细菌表达系统都是基于 ICM 系统建立，如图 3 所示。

光合细菌自身膜蛋白和表达的外源蛋白质都将通过 puc 操纵子 PucC 蛋白的装配作用进入 ICM 系统［28］。

R． capsulatus 也有望开发成为一种理想的蛋白质表达系统［29］，2002 年，Kappler和 McEwan 利用 R． capsulatus 和 pDorEX 表达载体表达了的细胞色素 C 氧化还原酶［30］。

2005 年，Drepper 等［31］利用 R． capsulatus 和 T7 启动子表达了氢化酶。

2010年，Katzke 等［32］利用 R． capsulatus 和 T7 启动子表达了黄色荧光蛋白 YFP，实验证明 YFP 在 R． capsulatus 和大肠杆菌中表达量都达到了 80 mg/L。