红毛菜(Bangia)和紫菜(Porphyra)同属红毛菜科(Bangiaceae),是红藻门中最古老、原始的类群之一。紫菜和红毛菜不仅是重要的经济红藻,其简单的形态,原始的繁殖习性及生活史各种孢子的出现等生物学特性更是藻类学者研究探索的对象。为深入认识红毛菜和紫菜的生物学特性,本研究对采集的3个暗紫红毛菜进行了细胞学、分子生物学的比较,并对一种皱紫菜叶状体形态建成开展了实验观察研究。对采自山西娘子关、兰州五泉山、兰州兴隆山的暗紫红毛菜(淡水红毛菜)进行了形态、繁殖方式、染色体、色素含量等观察研究。结果显示,3个采集地暗紫红毛菜群落均呈点状和不连续性分布,并仅限于生长在瀑布冲击和流水飞溅下的岩石或山溪流水有落差之处范围,常与疏枝刚毛藻混生在一起。3个暗紫红毛菜均呈不分枝细丝状,长度在1.1~3.5cm。样品藻胆蛋白含量在7.26~9.46mg/g之间,娘子关暗紫红毛菜藻胆蛋白含量最高,其次为五泉山红毛菜和兴隆山红毛菜。3个暗紫红毛菜繁殖方式均以放散单孢子进行无性生殖维持种群的繁衍。原叶体细胞核分裂过程均为有丝分裂,在核分裂前期向中期转变时,呈现姐妹染色单体交叉呈“8”型或“X”型。染色体数均为n=4,染色体长度在0.42~1.67μm之间,其中3条长度相近,1条略短。五泉山和兴隆山暗紫红毛菜形态,繁殖方式及染色体为首次报道。对山西娘子关(SN)、兰州五泉山(LW)、兰州兴隆山(LX)3个暗紫红毛菜及江苏海门(JH)、浙江南麂岛(ZN)海水红毛菜的rbc L和18S r DNA区进行了PCR扩增和序列分析。结果表明,rbc L和18S r DNA基因片段的A+T平均含量分别为61.6%和52.1%,A+T含量均高于G+C含量;长度为1455bp的rbc L基因片段突变率为14.09%;长度为1780bp左右的18S r DNA基因片段突变率为11.85%,显示rbc L基因比18S r DNA基因具有更大的变异度。基于rbc L基因序列分析显示,紫菜与红毛菜形成两个独立分支,样品中3个暗紫红毛菜与国外其他地区的暗紫红毛菜以100%置信度聚类在一起,与海水红毛菜形成明显的两个分支,表明淡水和海水红毛菜为2个独立存在的种群;18S r DNA基因序列分析结果显示,淡水与海水红毛菜间的遗传距离(0.118~0.122)大于红毛菜与紫菜间的遗传距离(0.066~0.117),且海水红毛菜与紫菜聚为一大支,与经典分类结果不同。在国际上新修正的红毛菜分类中,本研究海水红毛菜聚类在“Bangia 2”中,3个暗紫红毛菜聚类在Bangia中。研究了4种水温(15℃、20℃、25℃、28℃)对皱紫菜壳孢子萌发的影响,并通过室内培养完成生活史观察了藻体形态建成过程及繁殖特性。结果显示,皱紫菜壳孢子萌发生长适温为20℃、25℃,最适温为20℃。跟踪皱紫菜自然色素突变嵌合体显示,减数分裂发生在壳孢子萌发的前两次细胞分裂,壳孢子苗早期发育为直线发育模式。影响皱紫菜形态建成的因素有:当叶状体细胞纵分裂多于横分裂,藻体长宽比逐渐变小,从而使藻体形成弧形或扇形;以及基部假根处出现的具有典型的星状色素体、可萌发的细胞形成新的裂片也加速了藻体形成花簇状。行有性生殖是皱紫菜的繁殖特性,在15~20℃下观测到部分藻体可形成及放散类似无性生殖的单孢子并萌发形成叶状体。研究为皱紫菜的形态发育及人工栽培技术提供了基础资料。