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化石能源的短缺和环境污染的出现使可再生能源和清洁能源的开发变得十分迫切。由于氢气是一种清洁、高效的能源，所以有关微生物发酵制氢逐渐成为关注的热点。本文主要介绍氢气的微生物代谢途径及关键酶，重点综述极端高温产氢菌群及发酵产氢工艺，并展望利用复杂非粮原料产氢菌及其工艺技术，结合系统生物学和合成生物学对现有产氢菌提高生产效率和构建产氢新途径提供理论指导。