生物固氮是自然生態(tài)系統(tǒng)利用氮素的主要途徑，固氮微生物利用體內(nèi)固氮酶，通過生物固氮作用（自生固氮、共生固氮或聯(lián)合固氮的形式）將大氣中的分子氮（N2）轉(zhuǎn)化成氨（NH3），參與氮素循環(huán)。

01固氮酶的檢測原理

固氮酶一般指鉬鐵固氮酶，即鐵蛋白（nifH編碼）和鉬鐵蛋白（nifDK編碼）構(gòu)成的雙組分蛋白酶；鐵蛋白負責傳遞電子給鉬鐵蛋白，N2和其他底物的結(jié)合還原在鉬鐵蛋白進行。

乙炔還原法的檢測原理是基于固氮酶的還原性，即指它可將與N2結(jié)構(gòu)相似的乙炔(C2H2)還原為乙烯(C2H4)。由此，C2H2可以被用作N2的替代底物，通過測定C2H4生成量來推算出固氮酶活性。

02固氮酶的應用方向

固氮酶的應用范圍廣泛，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)保護、環(huán)境修復、科學研究和合成生物學等領域展現(xiàn)出巨大潛力。例如，固氮酶可以用于優(yōu)化施肥管理；評估土壤固氮能力；篩選和鑒定高固氮能力的菌株；研究品種選育和菌株固氮改良潛力；評估環(huán)境污染修復狀況等。