空间科学和生命科学都是21世纪的前沿科学,将对人类的发展产生巨大的影响.空间生物科学作为两大学科的交叉越来越受到重视,其中空间CELSS(Closed Ecological Life Support System,封闭生态生命保障系统;或者Controlled Ecological Life Support System,受控生态生命支持系统)是一个重要方面,因其直接与长期载人航天的可行性和安全性相关,便一直是空间生命科学研究的重点之一.CELSS的基本结果和功能是其原型CLS(封闭生命系统),研究CLS是CELSS研究的基石.本研究围绕CLS,以水生生物为材料,利用多次空间实验,从不同层次研究其运行和功能,包括以下几个方面:1、构建了以微藻为生产者,软体动物为消费者的简单二元密闭生态系统,通过神舟二号飞船的飞行实验,首次对其空间运行的情况进行了实时研究,结果发现,在微重力下,二元密闭系统的生产者生物量总体在下降,但每天生产者的生物量的变化明显比其它实验组更大,有可能是微重力影响微藻与螺的代谢活动引起的;2、以食用微藻-葛仙米构建空间生物反应器,通过神舟二号飞船的飞行实验,对其空间的种群生长进行了实时研究,结果发现,微重力下,葛仙米的生长比对照明显增大;3、以卫星搭载后的微藻性状分离株为实验材料,通过生长比较研究、光合放氧实验和色素组成研究、低温荧光光谱分析,研究了其光合作用效率提高与光合系统成分变化的相互关系,为通过降低捕光色素比例提高光合作用效率的方法提供了依据;4、比较研究了卫星搭载、钴60照射即对照环境对微藻光合作用系统的影响,发现空间飞行和发射均引起微藻光合效率降低,探讨了构建CLS的生产者在空间的光合效率;5、以PCR反应为基础结合测序,研究了作为空间飞行材料之一的鱼腥藻的16SrDNA、藻蓝蛋白间隔区序列和伪空泡蛋白基因,探索了一个用于鱼腥藻生物鉴定的方法;6、利用生物鉴定的方法测定了几种浮游蓝藻的16SrDNA、藻蓝蛋白间隔区序列和伪空泡蛋白基因,利用Mega 2.0对其系统学进行了研究,同时结合NCBI资源,探讨了一个用于浮游藻类分子鉴定的方法,同时为鉴别空间飞行的蓝藻性状分离或变异性提供了手段.