二十一世纪以来,能源问题和环境问题逐渐成为全球重点关注的,密切关系到全人类发展的问题,而寻找能够替代传统能源的绿色能源成为了解决问题关键。氢能因其独特的优势成为了人们眼中潜力最为巨大的候选者,受到广大科研工作者的青睐。目前,微藻的光合产氢是最为理想的有待研究开发的一种生产氢气的方式,众多的科研工作者都在对微藻产氢展开着如火如荼的研究。目前,微藻光合产氢面临着两个最关键的问题:一是光合产氢的电子来源,二是氢化酶对氧气的敏感性,要想提高微藻的光合放氢量以达到工厂化应用的目的,就必须要就这两个问题提出更直接有效的策略。从2000年,Melis等提出的缺硫法来提高微藻光合产氢,其提升产氢效果显著,在微藻光合产氢领域具有里程碑式的意义。后续又有通过缺磷、氮等大量元素来提高微藻光合制氢,但都不如缺硫法直接高效。2011年,马为民课题组首次将Na HSO3应用于微藻光合制氢中,在不需要更换培养基,仅仅通过高光诱导后加入一定浓度的Na HSO3,使得微藻的产氢量有了显著的提高,并且保证藻细胞的活性和较低的氧气水平。本论文便是在Na HSO3诱导产氢的背景下进行的;由于Na HSO3诱导产氢过程中也会对光系统Ⅱ产生一定毒害作用,为了减弱亚硫酸氢钠的毒性造成的影响,我通过筛选PSⅡ活性高的突变株,并打算对突变基因参与Na HSO3诱导光合产氢的功能机制进行研究。最终成功筛选获得一株PSⅡ活性高的突变株,经过PCR扩增,然后测序比对发现所得突变株的基因突变位点为m25。接着,通过对突变株Δm25一系列分子技术处理以及生理数据的测定,我们发现了Δm25在密闭的玻璃试管中经过一段时间的高光诱导产生了较野生型(WT)更多的ROS,损伤细胞,破坏光系统Ⅱ,降低其放氧活性,同时也一定程度上减少了光合电子流,而当加入的一定浓度的Na HSO3进入藻液体系之后,Δm25藻液环境中特定的ROS——超氧阴离子能够更快地与Na HSO3反应被消耗,导致Δm25具有了较高的光系统Ⅱ活性,光合电子较WT也更充足,实现更高效的光合产氢,突变株的24 h产氢积累量大约相当于野生型的1.7倍。因此,在Na HSO3的背景下,M25蛋白的缺失突变株能够更快地与Na HSO3作用,消耗系统中的ROS,间接降低氧气,更高效地实现厌氧光合产氢,同时也有效降低了Na HSO3对于光系统Ⅱ的毒害作用,维持了细胞光系统Ⅱ的稳定性,实现了更持续的放氧,不至于像缺硫培养那般导致藻细胞光系统Ⅱ彻底被破坏而最终走向死亡。在Na HSO3背景下,以此作为证据阐述了M25蛋白的缺失能够提高集胞藻6803光合产氢的分子机制,希望能够为未来高产氢突变株的研究提供相关的理论参考。