传统的生态毒性实验通常是通过藻类、细菌、无脊椎动物和鱼类的生长抑制效应，建立特殊毒物的剂量效应关系，获取水或沉积物环境质量的标准，进行生态风险分析，评估污染物对海洋及淡水的环境影响等等。这些实验使用不同浓度的毒物对生长期细胞作用特定时间来获取相关的效应信息，往往存在一些局限。例如，在实验中为使检测达到一定的灵敏度，一般均使用了高于实际环境的细胞密度，这将改变毒物的形态、分配及随后毒物的生物利用率；难以鉴别活死细胞及微粒；不能同时测定单个种群的多个指标；难以进行多种群毒性试验；只能提供对毒物的平均效应，而不能反映种群中的单个细胞各自的效应等等。而流式细胞技术能同时对单细胞的多种参数精确测定，弥补了许多常规方法的不足。针对传统生态毒性实验中存在的问题和不足，使生态毒理学研究更具有环境真实性，本论文主要研究内容和结论如下： 1．本研究应用FCM与常规分析两种方法比较重金属离子对微藻生长情况及叶绿素含量的影响。常规方法和FCM方法测定的96h细胞分裂率EC<,50>值分别为77μg／L和58μg／L；96h Chla含量的EC<,50>值分别为：68μg／L和83μg／L。两种方法对Cu<2+>的毒性作用的评估具有一定差异。从方法学上看，FCM方法是对细胞多个参数进行直接的测定，统计上万个单细胞样本，具有精确性和便捷性；而常规方法采用较为繁琐的间接换算，易受细胞碎片等杂质和提取效率的影响，存在一定的误差。因此，FCM的引入将是藻类毒理学研究方法的新的生长点。 2．应用FCM开展了单种群水平的毒理学研究。1）从细胞色素（Chla，PC）、细胞膜完整性和酯酶活性三方面研究金属离子对3种微藻的急性生理生化毒性。研究表明：重金属离子对藻类酯酶活性的影响是一种时间及浓度依赖型的双阶段作用，即短时间低浓度下对酯酶产牛刺激作用，随着毒性作用的增强则明显表现为抑制作用。试验还表明应用细胞完整性分析来辅助FDA染色检测酯酶活性，可以提高毒性检测的准确性。2）研究了初始细胞密度对毒性试验的影响，试验表明：随着初始细胞密度的减少，Cu<2+>的毒性效应逐渐增强。本试验提示基于高细胞初始浓度的毒性试验有可能低估了实际的毒性效应。 3）开展了重金属离子（Cd<2+>）和有机污染物（1，2-dhATQ）对微藻的复合效应的研究。结果表明：联合作用组在0.75、1、1.25TU这3个浓度下均表现为更强的毒性效果，显示这两种污染物具有一定的协同效应。 3．研究了藻类种群中不同细胞的敏感性对毒理学研究结果的影响。结果表明：S.obliquus的单一种群中，不同细胞对重金属离子的敏感性并非一致，随着细胞体积的增加，其对重金属离子的抗性逐渐增强。在Cd<2+>和Ni<2+>处理下，各组分的平均酯酶活性变化范围分别为41％～63％及46％～82％。进一步的DNA分析表明：增殖期（G<,2>／M期）的藻细胞对重金属离子的抗性较强，而DNA合成前期（G<,1>期）的藻细胞则对重金属离子表现出明显的敏感性。说明同一种群的不同细胞对金属离子的敏感性与其所处细胞周期的阶段有关。因此本研究建议对出发种群的细胞周期分布加以规范以提高毒性评估的精确性。 4．应用FCM开展了混合种群的毒理学研究。从相同初始细胞密度、相同初始细胞表面积和其他种群的存在与否等三个方面，评估了种间作用对混合种群中目的种群的影响。结果表明：Cu<2+>处理24h后，混合种群组中Microsystems aerugionosaa的24h酯酶活性的EC<,50>值明显高于单种群组。其中，Chlorell apyrenoidosa能更明显的降低Cu<2+>对M.aeruginousa的毒性效应。低浓度Cu<2+>（6μg／L）处理48h后，胞内ROS水平分析也显示了相似的种间作用结果。然而色素分析表明：这种种间作用可能主要出现在低浓度（<13μg／L）Cu<2+>作用下，而且会随着自身生理活性的降低或环境胁迫压力的增加而消失。本研究也验证了应用混合种群方法对真实环境进行毒性评估的重要性。 5．设计16S rRNA探针，通过原位杂交（FISH）方法对微藻细胞进行了分子鉴定，并结合荧光显微镜法和FCM对结果进行了验证。结果表明：所设计的16S rRNA探针在7种微藻细胞中的应用效果较好，M.aerugionosa细胞与探针杂 交后FL1通道荧光明显增强，其他微藻中除砂Synechococcus 7942出现了部分假阳性外，未与探针结合，显示了16SrRNA探针技术在微藻中应用的可行性，为今后混合种群的毒性评估提供了新的方法。