为了替代化石燃料和减少大气污染,开发可再生清洁能源已势在必行。生物氢是最有潜力实现碳中和的能源载体,并且可以提供可持续的能源供应。与其他生物制氢体系相比,暗-光联合生物制氢能够实现底物的高效转化,是提高产氢效率、扩大制氢技术规模的一个有利且实际的选择,但目前由于光发酵细菌和暗发酵细菌在生长代谢上的巨大差异,该系统非常难操作。为构建合理的暗-光联合生物制氢体系,本课题从筛选和分离高效暗发酵产氢菌种、探究光合细菌的生长特性、优化暗-光联合发酵制氢工艺和探究p H响应转录因子ThpacC的调控功能等方面开展研究,以达到高转化效率生产氢气的目的。（1）为丰富产氢微生物种质资源,从厌氧活性污泥中分离获得一株高效产氢的暗发酵细菌,经分子生物学鉴定及系统进化发育分析,将其鉴定为Clostridium butyricum的新菌株W-CB1。在葡萄糖浓度为10 g/L,35℃水浴,磁力搅拌下,菌株W-CB1的氢气得率能达到1.79 mol-H2/mol-葡萄糖,平均氢气含量约50%,代谢类型为丁酸型发酵。（2）为创造适宜暗/光发酵细菌协同工作的外部环境,对光合细菌的生长特性进行探究,乙酸、丙酸、乳酸和丁酸以及葡萄糖可以被光发酵细菌Rhodopseudomonas palustris用以生长,但不支持R.palustris产氢,而大分子有机物淀粉则无法被R.palustris利用;光发酵细菌R.palustris生长的最优条件为:温度为35℃,发酵初始p H值为7.0,光照强度为5.00m W/cm~2,丁酸钠和乙酸钠比例为1:2。（3）针对暗-光联合生物制氢体系生长代谢不同步的问题,研究了暗/光发酵细菌比例、L-半胱氨酸浓度、Fe2+浓度和Ni2+浓度对联合制氢的影响。暗-光联合发酵对产氢有协同作用,H2得率在C.butyricum与R.palustris的比例为1:3时最高;在L-半胱氨酸的浓度为4 g/L时,暗-光联合制氢体系累积产氢量和氢气浓度最高,氢气得率提高至2.20 mol-H2/mol-葡萄糖;适当的Fe2+浓度会增加联合发酵体系的产氢量,当Fe2+浓度为50 mg/L时,累积产氢量比对照组高29.11%;Ni2+对暗-光联合发酵产氢性能无显著促进作用。（4）为了解微生物p H相关信号通路和主要调控基因,以指导抗逆元件的设计,为产氢菌在酸胁迫下提供更好的适应性,通过在不同初始p H的条件和盐胁迫下培养菌株Trichoderma harzianum 3.9236中p H响应途径中关键调控因子ThpacC的敲除（KO-ThpacC）和过表达突变株（OE-ThpacC）,探究ThpacC的调控功能。结合菌株生长形态、环境p H和代谢产物的变化分析,发现ThpacC可通过影响代谢产物的浓度来调节环境p H,且在酸性环境下还存在其他的p H响应通路。此外,ThpacC在调控T.harzianum应对盐胁迫中也发挥了一定的作用,ThpacC的缺失可能会影响菌株对高渗透势的平衡,造成对盐胁迫敏感性的增加。综上所述,本文从筛选高效暗发酵产氢细菌入手,基于光发酵细菌生长代谢特性,构建了暗-光联合发酵产氢体系,对其工艺进行了探究优化,并初步探究了p H响应调控因子ThpacC的调控功能。本文可为暗-光联合制氢体系的构建和优化提供技术和理论支撑,为抗逆元件的设计和构建提供参考,对于加快生物制氢技术的产业化步伐具有重要的意义。