沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）是一种典型的紫色非硫光合细菌（PNSB），广泛分布于湖泊、沼泽、稻田、底泥等厌氧-微好氧、光照充足的淡水环境，也能在畜禽粪污、黑臭水体等富有机质生境中富集。
1. 分类地位
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域：细菌域 Bacteria
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门：变形菌门 Proteobacteria
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纲：α-变形菌纲 Alphaproteobacteria
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目：红细菌目 Rhodobacterales
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科：红细菌科 Rhodobacteraceae
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属：红假单胞菌属 Rhodopseudomonas
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种：Rhodopseudomonas palustris
2. 形态与生理特征
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细胞呈杆状或稍弯杆状，0.6–1.0 µm × 1.5–4 µm，极生鞭毛运动；革兰阴性。
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含细菌叶绿素 a 和类胡萝卜素，光照下菌落呈红褐色至深红。
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代谢类型极其多样，可在同一菌株内实现 4 种代谢模式切换：
① 光能异养（光照+有机物）
② 光能自养（光照+H₂/CO₂或硫代硫酸盐等无机电子供体）
③ 化能异养（黑暗+有机物+O₂）
④ 化能自养（黑暗+H₂+O₂+CO₂） -
固氮、产氢、固定 CO₂（Calvin-Benson-Bassham 循环）能力强，基因组编码多套固氮酶、氢化酶和芳香化合物降解途径
3. 环境分布
全球淡水环境普遍可见，中国长沙菜地灌溉渠、德国池塘、猪粪废水、高原泻湖等均分离到不同菌株；基因组大小 4.0–6.0 Mb，平均 5.5 Mb，个别“小基因组”株仅 4 Mb 左右
4. 应用价值
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废水处理：高效去除 COD、色度，降解苯甲酸、对羟基苯甲酸、染料活性红 RR195 等芳香/偶氮污染物
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重金属解毒：可将 As⁵⁺ 还原为低毒 As³⁺ 并进一步甲基化，对 Co、Ni、Se、U、Cd、Zn 等也有 55–99% 的去除率
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农业与水产：菌体富含蛋白、类胡萝卜素、VB₁₂、叶酸等，用作饲料添加剂可提高溶氧、稳定 pH、增强鱼虾免疫
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生物能源与化学品：
– 光发酵产氢，可利用短链有机酸、粗甘油、纤维素水解液等廉价原料；
– 工程菌表达 adhE2 可把丁酸转化为生物丁醇（选择性达 40%）；
– 被设计为“微生物细胞工厂”合成聚-β-羟基丁酸（PHB）、5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）等平台化学品
5. 研究热点
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通过基因组尺度代谢网络与合成生物学手段，解除 5-ALA 合成酶（ALAS）血红素抑制、强化前体琥珀酰-CoA 供应，使 5-ALA 发酵水平在 5 L 罐中达到 3.8 g L⁻¹
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比较“小基因组”菌株缺失的功能模块，为构建精简、安全、专一的工程平台菌提供依据
综上，沼泽红假单胞菌因其“全能”代谢能力和易于遗传操作，已成为环境修复、可再生能源和绿色化学品生产的重要模式光合微生物。
