重金属污染是全球性的问题。与其它有机污染物不同,重金属具有难降解性、易通过食物链富集到其它生物体,危害人类健康。铬是一种对水生生物毒害极大的重金属,随着其在工业中的广泛应用,在水体中常被检出。藻类是水生态系统的初级生产者,也是水生态结构稳定的基石,常用于评价水环境污染的指示生物。氮、磷作为藻类生长的限制性因子,通过影响藻类的生长状态,改变藻类对外界胁迫的耐受性。本论文以小球藻为研究对象,从离子吸收、光合作用及细胞结构等方面,研究铬在不同氮磷浓度下对小球藻生长的影响,阐明氮磷改变小球藻铬耐受性的作用机理。本论文研究表明,铬破坏小球藻的离子吸收平衡,显著抑制小球藻的生长。100μM铬处理96h后,低磷(10μM)浓度下小球藻的抑制率为50.5%。提高磷浓度能降低铬对小球藻的毒性影响,高磷(1000μM)浓度下小球藻的抑制率降低至23.5%。氮对铬的毒性影响与磷相似。氮磷浓度会改变小球藻在铬胁迫下的离子吸收,低氮磷浓度相比于高氮磷浓度会迫使小球藻吸收更多的铬,造成更严重的毒害。铬破坏小球藻的光合作用系统,影响光合作用相关基因psaB、psbA和rbcL的转录表达,抑制叶绿素合成。在低磷和低氮(0.5mM)浓度下,100μM铬处理96h后,rbcL的转录表达量分别为对照组的30%和42%。提高氮磷浓度能缓解铬对基因表达的抑制,rbcL在高磷和高氮(10mM)浓度下的表达量上升为对照组的58%和1.4倍。铬影响小球藻的细胞形态和亚显微结构。光学显微镜观察发现,铬胁迫会造成小球藻细胞体积变大;透射电镜观察发现,铬在低磷时破坏叶绿体片层结构,在低氮时破坏蛋白核并产生过量淀粉粒,提高氮磷浓度能缓解铬对小球藻形态及亚细胞结构的破坏。这些结果表明,铬抑制小球藻生长,但提高氮磷浓度会降低小球藻对铬的吸收及增加其对有益离子的吸收,保护细胞结构,维持光合作用正常进行,减轻铬的毒性,提高小球藻的铬耐受性,保证藻类正常生长。