微囊藻水华现已成为全球性的水体生态灾难。微囊藻能维持水华中的优势藻类,可能与其独特的生理代谢特征密切相关。目前关于其水华的发生机理已有了大量的研究,比如水华暴发时所需要的环境因素及营养条件等,但对不同群体微囊藻生理代谢差异的研究却较为欠缺。本课题以实验室前期从江苏太湖流域和南京水体中分离得到的,且能保持稳定群体状态的14株微囊藻（XW01、W0、W1、W2、W4、YYSN、SSC1、JS、T3、T7、T10、JK-L1、JK-L2、JK-L3）为研究对象,另取两株单细胞微囊藻PCC7806和FACHB315作对照,比较探究了不同微囊藻藻株间有关氮、磷代谢能力等生理特征的差异。本文的主要研究内容及结论如下:对14株群体微囊藻,采用5种分子标记进行区分。结果显示,群体微囊藻的16S r DNA序列与PCC7806有着高度的相似性,其中T7与之相似度最高,可达到100%,而与之相似度最低的JK-L3也能达到99.67%。进一步选取进化速率较高的PC-IGS、ITS基因做分子标记,再结合微囊藻毒素合成酶基因mcy A和编码细胞表层晶体蛋白（S-层蛋白）的sly基因序列综合分析,结果表明:14株群体微囊藻在遗传背景上相近,但也存在着一定的差异。对14株群体微囊藻的生理代谢特征进行分析,结果发现:1、在相同的培养条件下,不同微囊藻的生长情况不同。在群体藻株中,JK-L3的生长速率最快μ(d-1)=0.574±0.044,W0的生长速率最慢μ(d-1)=0.397±0.017,约为JK-L3的69%。与单细胞藻株相比,群体微囊藻的生长速率和叶绿素a含量水平较低。处于相同生长密度(OD720=0.7)的不同群体藻株,它们的叶绿素a含量并没有显著的差异,单细胞微囊藻略高。2、不同微囊藻的可溶性蛋白含量明显不同。其中,T10的可溶性蛋白含量最高为（0.029±0.007）mg·mg Chla-1,JK-L2的含量最低为（0.016±0.001）mg·mg Chla-1,约为T10的55%。群体藻株的可溶性蛋白含量远高于单细胞藻株。3、不同微囊藻的多糖含量具有较大的差异。待微囊藻生长到对数期阶段(OD720=0.7),测定其多糖的含量。释放多糖产量最高的藻株是JS,其产量高达（0.052±0.001）mg·mg Chla-1,W0的产量最低为（0.039±0.002）mg·mg Chla-1,约为JS的75%;细胞表面粘着多糖含量最高的藻株是W1,其含量高达（0.012±0.001）mg·mg Chla-1,W4的含量最低为（0.005±0.002）mg·mg Chla-1,约为W1的42%;细胞多糖含量最高的藻株为T10,其含量高达（0.039±0.002）mg·mg Chla-1,W0的含量最低为（0.018±0.002）mg·mg Chla-1,约为T10的46%。群体藻株的多糖产量明显高于单细胞藻株。4、不同微囊藻的总氮含量有所差异。其中,XW01的总氮含量最高为（1.831±0.063）mg·mg Chla-1,W0的含量最低为（1.535±0.115）mg·mg Chla-1,约为XW01的84%,却明显高于单细胞藻株。不同微囊藻的总磷含量并没有显著性的差异,单细胞藻株略高。5、不同微囊藻的酶活力水平相差较大。硝酸还原酶活力最高的藻株是T10,其活力高达（0.981±0.029）mg·mg Chla-1,YYSN的最低为（0.340±0.024）mg·mg Chla-1,约为T10的35%。此外,碱性磷酸酶活力最高的藻株是T3,其活力高达（0.444±0.015）U·mg Chla-1,YYSN的最低为（0.171±0.006）U·mg Chla-1,约为T3的38%。群体藻株的硝酸还原酶活性和碱性磷酸酶活性高于单细胞藻株。在不同氮浓度(低氮1.5mg·L-1、高氮5mg·L-1)的条件下培养,微囊藻的生理代谢具有明显的差异。相比于高氮处理组,低氮处理组中微囊藻的最大生长密度较低且出现的时间较晚。在培养后期,低氮处理组能在很大程度上抑制了单细胞藻株叶绿素a的合成,而对于群体藻株而言,其叶绿素a含量却能维持在一个相对稳定的状态。相比于低氮浓度的培养条件,高氮浓度下微囊藻叶绿素a合成量较高,原因可能是氮素参与到了叶绿素a的合成。高氮处理组中微囊藻的总氮含量和硝酸还原酶活性总是高于低氮处理组中的相同藻株。总体来看,遗传背景相近的14株群体微囊藻,它们在生理代谢上却表现出显著的差异。在太湖水华中,微囊藻的群体组成具有非常复杂的生理代谢差异,这种生理差异可以适应自然环境的波动,可能是其维持水华优势藻类的重要原因之一。