近年来，由于水体富营养化的加剧和全球温度的升高，蓝藻水华的发生相比以前范围广、周期长以及频次多。由于部分蓝藻种能形成水华，因此认识水华蓝藻多样性至关重要。本文中，我们对水华蓝藻三个属拟柱孢藻、尖头藻和拟圆孢藻分类学、生理生态学以及它们在中国的分布进行了研究，为蓝藻水华的治理提供了理论基础。本文的主要结果如下:　　1.发现拟柱孢藻属Cylindrospermopsis四个新种，分别为束丝拟柱孢藻C.cespitosis、椭圆拟柱孢藻C.ellipsoidea、较细拟柱孢藻C.gracilior和菱形拟柱孢藻C.rhombic;发现拟柱孢藻属5个中国新纪录种，分别为凯特拟柱孢藻C.catemaco、菲律宾拟柱孢藻C.philippinensis、塔恩拟柱孢藻C.taverae非洲拟柱孢藻C.africana和螺旋拟柱孢藻C.helicoidea。　　2.基于4个基因（16S rRNA、ITS-L、cpcBA-IGS和rpoC1）系统发育分析，来自4新种和5个新记录种共46株拟柱孢藻藻株不能很好区分，表明拟柱孢藻属内需进行分类学修订。基于3个基因（16S rRNA、cpcBA-IGS和rpoC1）系统发育分析，长期处于分类学争议的形态相近属拟柱孢藻和尖头藻混合在一起，无法区分开来;而基于ITS-L系统发育分析，两属的藻株各聚成一独立进化枝，两属可以区分开来。另外，基于ITS-L基因，我们设计了一对尖头藻特异性引物并得到了验证。　　3.实验室培养条件下，几株弯形藻丝形态的拟柱孢藻藻丝可转变为直形形态藻丝，且是一个不可逆过程。直形藻丝未有转变成弯形藻丝。中国很多自然水体也发现弯形和直形形态的藻丝共存。两株弯形形态藻株的弯形和直形藻丝纯培养物转录组分析结果表明，相同形态藻丝间相似度较高(96-97％)，不同形态藻丝间相似度较低(72-87％)，表明同一形态的藻丝具有相同的基因表达机制。另外，弯形藻丝转变为直形藻丝具有一定的生态学优势地位。　　4.基于6个基因（16S rRNA、ITS-L、ITS-S、cpcBA-IGS、nifH和rpoC1）系统发育分析，5大洲（大洋洲、非洲、美洲、欧洲和亚洲）拟柱孢藻进化关系不一致。拟柱孢藻起源和分布存在多种机制，既存在本地种，又可以通过洲间进行扩散。另外，中国拟柱孢藻存在不同生态型，部分藻株可耐受低温(10℃)。　　5.本文首次应用实时定量PCR(qPCR)对中国一内陆湖泊东钱湖拟柱孢藻时空动态分布进行周期3年(2009-2011)的检测和调查。拟柱孢藻最大生物量出现于夏天（7月-10月）。2011年(4.15×107cells/L)最大生物量高于2009年和2010年（4.75×106cells/L和1.17×105cells/L），表明东钱湖拟柱孢藻水华加剧，应得到更多的关注和监测。东钱湖拟柱孢藻动态分布和总氮以及氮磷比呈显著负相关。　　6.发现拟圆孢藻属Sphaerospermopsis两新种，分别为紧密拟圆孢藻S.compacta和粗拟圆孢藻S.crassa;对拟圆孢藻一新组合种真紧密拟圆孢藻S.eucompacta进行了分类学的修订;首次运用ITS序列对拟圆孢藻属进行系统发育研究。ITS二级结构结果表明，基于Box-B、D1-D1、V3螺旋，4形态种10株拟圆孢藻藻株共享相同的结构，在属的水平上，可以将拟圆孢藻和其他丝状具异形胞蓝藻区分开来;而基于V2螺旋，4形态种10株拟圆孢藻结构不同，在属的水平内，可将拟圆孢藻不同种区分开来。