1.1光合细菌简介

光合细菌(Photosynthetic Bacteria,简写 PSB)是具有原始光合系统的原核生物，大量存在于土壤、湖泊、江河、海洋 ^[1]，能够吸收光能作为能源，在厌氧光照和好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体进行光合作用。菌体中起光合作用的色素主要由细菌叶绿素和类胡萝卜素组成，细菌叶绿素和类胡萝卜素的光吸收波长分别为 715-1050 nm 和 450-550 nm，类胡萝卜素的存在扩大了PSB的可利用光谱。PSB的光合作用不同于绿色植物和藻类，PSB的光合作用是一个厌氧过程。细菌本身没有化学反应系统，所以不以水作为氢供体，还原 CO₂的供氢体主要是硫化物、分子氢或有机物^[2]。

1.2 光合细菌的分类

PSB均为革兰氏阴性菌，无芽孢。细胞有多种形态，有球状、杆状、螺旋状灯。除去可变细菌属之外的PSB都以极生鞭毛运动。据Bergry＇s细菌学分类手册（伯杰细菌鉴定手册 第8版）^[3]记载，光合细菌包括红螺菌科、着色菌科、绿硫细菌科、绿色丝状细菌科，共计19属、49种。

（1）红螺菌科（Rhodospirillaceae）

惯用名为Purple non-sulfur bacteria，该科的细菌可利用各种有机物作为碳源以及光合反应的氢供体，进行光合异养生长，是兼性光养微生物。该科的细菌可吸收简单有机酸、芳香有机物等，对H₂S敏感，但是可以在低浓度硫化物的环境中生存。

（2）着色菌科（Chromatiaceae）

惯用名为Purple sulfur bacteria，以光能自养为主，大部分菌类利用CO₂为碳源，H₂S为光合作用的供氢体，也有菌种利用其他无机硫化物。有些菌种能在厌氧和光照的条件下氧化低浓度的硫化物。

（3） 绿硫细菌科（Chlorobiaceae）

惯用名为Green sulfur bacteria，与着色菌科有着相似的生理特点，除此之外还能利用H₂S或H₂作供氢体，该菌氧化H₂S生成单原子硫在细胞外。具有固氮活性，但是有的细菌生长需要维生素B。