卡尔文循环阻断提高光合细菌产氢效率：一项关键路径的研究

本文主要探讨了卡尔文循环在光合细菌产氢性能中的关键作用，并聚焦于卡尔文循环阻断对光合细菌Rhodobacter sphaeroides HY01的具体影响。卡尔文循环，作为光合作用碳固定的关键步骤，它消耗细菌细胞内的还原力（如NADPH）和ATP，这两者对于能量转化至关重要。由于这个过程与光合发酵产氢的途径存在竞争关系，研究人员通过基因工程技术，敲除了调控基因cbbR，从而影响cbbI和cbbII这两个参与卡尔文循环的关键基因，得到了一个名为HR02的突变株。 实验结果显示，尽管HR02的光合细菌在好氧和光合厌氧条件下仍能正常生长，但其最大产氢速率和产氢效率得到了显著提升。相比于野生型菌株，HR02的这些指标分别提高了11.2%和9.2%，这表明通过阻断卡尔文循环，光合细菌能够优化其产氢性能，减少能量消耗在无用的碳固定上，从而提高氢气的产生效率。 这个研究对于理解光合细菌的生理机制以及优化光能转化为氢能的过程具有重要意义，尤其是在可持续能源领域。通过调控卡尔文循环，科研人员可能开发出更高效、更具竞争力的光合细菌系统，为未来的绿色能源生产提供新的策略。同时，这项工作也为能源微生物领域的基础研究和应用开发奠定了基础，预示着在生物制氢技术方面有可能实现新的突破。