UV-B是太阳光谱重要组成,不但是植物逆境胁迫因子也是信号调控因子,严重影响植物生长及代谢。UVR8是一类非发色团结合的独特紫外光受体,其介导的信号通路在UV-B响应中发挥重要作用。伴随着地球UV-B辐射的动态变化过程,微藻进化出抵御不同强度UV-B辐射的多种生理机制,是研究UV-B响应的理想种质材料。尽管UVR8广泛存在于高等植物和真核绿藻中,但在真核单细胞绿藻中研究较少。雨生红球藻（Haematococcus pluvialis）是生产天然虾青素的理想种质。UV-B辐射可显著促进其体内虾青素的积累,然而藻细胞如何感知转导紫外光信号进而发挥调控作用尚不清楚。为此,本研究在前期克隆获得雨生红球藻HpUVR8同源基因的基础上,首先对雨生红球藻响应UV-B辐射的生理特征与转录组进行系统分析,然后利用拟南芥和烟草对HpUVR8的生理功能进行鉴定,最后利用酵母双杂交系统对HpUVR8光受体介导的信号通路中互作蛋白进行筛选,以期为从UVR8光受体角度解析UV-B诱导虾青素积累的调控机制奠定科学基础。主要研究结果如下:1.雨生红球藻在UV-B辐射胁迫下生长、生理及生化表型的鉴定。结果表明,不同剂量的UV-B辐射（100-500 lx）均能抑制雨生红球藻的生长,降低叶绿素的含量和光合效率,但显著诱导虾青素的积累。同时UV-B辐射可显著上调HpUVR8基因及虾青素合成相关基因（IPI、PSY、BKT、BCH）的表达。2.雨生红球藻在UV-B辐射胁迫下转录组数据的分析。雨生红球藻正常光照和不同剂量UV-B辐射下的转录组数据表明,雨生红球藻对不同强度UV-B辐射的响应机制不同。与对照组（L）相比,低剂量组（L200）通过激活DNA损伤修复、核苷酸切除修复和同源重组等修复机制抵御UV-B损伤;而高剂量组（L400）通过增强脂肪酸代谢、脂肪酸合成和虾青素合成等抵御UV-B损伤。进一步差异基因表达分析发现,UV-B诱导了雨生红球藻虾青素合成和UV-B信号通路相关基因的上调表达,暗示HpUVR8介导的信号通路参与UV-B诱导虾青素的积累。3.雨生红球藻HpUVR8光受体的功能验证。烟草瞬时转化和拟南芥Atuvr8突变株功能互补试验表明,雨生红球藻HpUVR8定位于细胞核。在烟草中过表达HpUVR8基因激活类胡萝卜素和叶绿素合成相关基因提高二者含量,最终增强对UV-B辐射的耐受性。通过异源表达HpUVR8能部分恢复拟南芥uvr8突变体的发育缺陷及光形态建成,包括下胚轴伸长和色素变化等表型。同时引起UV-B信号通路关键基因（UVR8、COP1、HY5和RUP1）的差异表达。上述结果表明雨生红球藻HpUVR8光受体与高等植物已知的UVR8光受体功能存在一定保守性。4.雨生红球藻HpUVR8的互作蛋白筛选。基于构建的HpUVR8诱饵载体对雨生红球藻UV-B辐射下的c DNA酵母文库进行筛选,获得70个互作蛋白,进一步对其中3个功能注释完整的蛋白（C3H1和Tbc等转录因子及细胞色素氧化酶P450s）进行鉴定。这些互作蛋白响应多种逆境胁迫,暗示HpUVR8光受体可能通过与上述互作蛋白形成通路进而调控UV-B辐射的响应。本论文系统鉴定了雨生红球藻对UV-B辐射响应的生理生化表型,同时采用转录组学揭示了UV-B辐射下的表达差异基因富集模式,利用烟草和拟南芥体系验证了HpUVR8在UV-B辐射响应中的可能功能,并对其介导信号通路的互作蛋白进行初步研究,为雨生红球藻中UVR8信号通路的深入研究奠定了基础,同时为揭示UV-B辐射诱导虾青素积累的转录调控机制提供了新视角。