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希瓦氏菌是一类具备胞外电子转移能力（EET）的微生物,能够分解有机物并将其中贮存的化学能转化成电能。但是由于电子传递体黄素浓度低、生物膜导电性差等问题使得希瓦氏菌的产电能力较弱,限制了其进一步应用。本文以希瓦氏菌MR-1为底盘,分别从提高黄素产量、增大色素蛋白浓度、改善生物膜的形成这三方面来提高EET效率。主要研究成果如下:1.体外添加黄素构建微生物燃料电池（MFCs）在体外通过添加不同浓度和不同比例的黄素构建MFCs,探究希瓦氏菌EET过程中起决定性作用的电子穿梭载体。结果表明,添加40μmol/L核黄素的MFC中,电功率达到最高,为2350±119 m W/m~2。说明在希瓦氏菌EET中,相对于黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）,核黄素是最主要的胞外电子穿梭载体。2.基于体外黄素添加实验指导的核黄素定向合成菌株的构建通过异源引入来自枯草芽孢杆菌和大肠杆菌的核黄素操纵子,结合启动子和基因表达拷贝数的优化,构建核黄素定向合成高产菌株。结果表明,在高拷贝数质粒PHG13,中强度启动子Ptet诱导下,过表达大肠杆菌核黄素操纵子的菌株Ptet-5的黄素产量达到最高,为889.3μmol/L,是野生型WT（MR-1）（10.5μmol/L）的85倍,电功率密度为707±95 m W/m~2,较WT提高15.44倍。3.过表达C型细胞色素蛋白菌株构建以Ptet-5为出发菌,分别过表达omc A、mtr C、mtr A、mtr B、cym A以及共表达mtr ABC筛选在MFCs中与RF相互作用的蛋白。结果表明,在0.5 mmol/L IPTG诱导下,过表达mtr C的菌株Ptet-5/PL-Mtr C表现出最佳的产电性能,电功率密度达到1046±87 m W/m~2,相比对照菌株提高了36%。说明在MFCs中,色素蛋白Mtr C是核黄素作用的主要蛋白。4.调控细胞形态促进生物膜形成菌株构建以Ptet-5为出发菌,分别过表达sul A、min CD、mre B和fts Z,筛选调控和强化生物膜的形成的基因。结果表明,过表达sul A的工程菌株,细胞形态表现出明显的延长,生物膜更加致密,Ptet-5/Psul A的电功率密度得到极大地提升,达到1414±19 m W/m~2,是对照菌株的2倍。说明了调控细胞变大基因sul A可以强化生物膜的形成。5.黄素、细胞色素蛋白和细胞形态多模块修饰菌株的构建通过多元模块组合策略将大肠杆菌核黄素操纵子、细胞色素蛋白Mtr C、编码抑制细胞分裂蛋白基因sul A进行模块组装,得到工程菌Ptet-5/P-Mtr C-sul A。结果表明在3 mmol/L阿拉伯糖诱导下工程菌的电功率密度相比对照菌株提高56%（1104±59 m W/m~2）。