海洋绿藻亚心型四爿藻可以在CCCP(羰基氰化物间氯苯腙，CarbonylCyanidem-Chlorophenylhydrazone)调控下光解海水持续释放氢气，是生物制氢的一条潜在的高效、清洁途径，同时其也是研究微藻产氢代谢特征的模式生物体系。本论文研究了亚心型四爿藻产氢代谢关键底物、产氢代谢途径和电子来源等产氢代谢特征，获得主要结果如下:　　 处于培养稳定期的亚心型四爿藻产氢能力较强，原因在于四爿藻产氢的关键底物是胞内总糖的含量，稳定期的缺氮环境显著的提高了四爿藻细胞内总糖的比例，与此同时产氢能力也相应提高。培养中添加二氧化碳和醋酸盐有助于亚心型四爿藻总糖的积累，从而增强藻细胞的产氢能力。　　 使用光合电子传递抑制剂，气、液相色谱—质谱联用分析手段，以及转录组和蛋白质组分析等方法研究亚心型四爿藻产氢过程不同时段的代谢途径:产氢前期主要依赖光合电子传递链将光解水以及酵解产生的电子传递至氢酶产生氢气，而后期则是通过发酵产生。产氢阶段的四爿藻的厌氧发酵代谢主要产物是乙酸、乙醇。乙醇的代谢途径和氢酶竞争NAD(P)H，因此过多的乙醇的产生不利于氢气的积累，这一途径会被光抑制，而添加2，5-二溴-6-异丙基-3-甲基-1,4-苯醌(DBMIB)后四爿藻乙醇生成途径则被完全抑制。　　 构建了以亚心型四爿藻为阳极微生物的微生物燃料电池(MFC)系统，一方面电子介体可以在CCCP调控下将藻细胞原本传输至氢酶的电子传递至阳极;另一方面向藻液中通入氮气可以在不损伤藻细胞PSⅡ活性的情况下保持阳极无氧，MFC运行过程中四爿藻细胞直接利用光能转化为电能。推导亚心型四爿藻光照产氢、光合MFC系统的光能利用效率估算的公式，计算得到产氢阶段光能转化效率为0.7％，而整个两步法产氢过程能量利用效率为0.5％。以四爿藻为阳极微生物MFC系统光能利用效率均低于0.01％。