本发明涉及光合细菌及其应用。利用纤维素热解液和内醚糖培养光合细菌，所得光合细菌可以产类胡萝卜素和单细胞蛋白，也可作为水质改进剂用于水产养殖和处理污水或作为叶面肥等。将内醚糖或纤维素热解液，制成培养液，在一定装液量，转化温度条件下，培养一定时间得到富含类胡萝卜素的光合菌菌体，提取类胡萝卜素后的菌体可作为单细胞蛋白饲料使用。本发明利用光合细菌有效利用纤维素类生物质的高温热解产物和内醚糖制备类胡萝卜素和光合菌单细胞蛋白，是对纤维素生物质的有效利用，可将来源丰富的生物质转化为具更高附加值的产物，变废为宝，具有良好的经济和环境应用潜力和社会效益。