节旋藻是目前产业化微藻中重要的经济蓝藻,其分子遗传学研究相对滞后。全基因组完成图的拼接及其形态建成相关的科学问题是节旋藻研究的热点。本文以节旋藻染色体外DNA (exDNA)为研究核心,通过考察其在节旋藻中的分布情况,利用实验生物学和生物信息学的方法对其相关基因的结构和功能进行探究。本研究主要包括以下内容：(1)针对多来源、多形态的藻株,通过单藻丝挑取,建立了18株节旋藻纯培养体系；结合细胞形态学观察,以16S rRNA-ITS区基因作为分子标记对藻株进行相关序列测定和分子系统进化分析。结果表明,纯化藻株皆为钝顶节旋藻,其中包含国内4家产业化螺旋藻厂家的藻种,证实商品化的螺旋藻其生物学分类实为节旋藻。(2)对6种节旋藻全基因组提取方法进行比较研究,冻融CTAB法可以获得包括exDNA在内的高质量基因组样品；从待测藻株中发现7株节旋藻中含有exDNA,该核酸片段在节旋藻中广泛分布且稳定遗传；核酸热处理法研究表明,实验藻株exDNA均为共价闭合环状,且不同形态突变藻株的exDNA大小不同。(3)对6个exDNA相关基因进行比较基因组学分析,鉴定高度相似序列24个,每个基因在相应全基因组序列中只有一个拷贝；相似性保守基序和氨基酸序列分析表明,来自不同节旋藻株的相似性蛋白主要有四种类型：GGDEF, GAF, PAS和HATPase_c,它们在细胞内可能作为信号传导分子参与蓝藻的环境响应。(4)通过Real-time PCR技术探究节旋藻exDNA相关基因的功能,结果表明,在不同生长阶段藻株J12的exDNA相关基因FS1、FS2和SSl的相对拷贝数变化模式具有基因特异性；在梯度的pb2+胁迫浓度梯度条件下,节旋藻藻株CG中exDNA均稳定存在,且基因SSl可能与节旋藻重金属耐受性相关。