随着近几十年人口剧增与社会经济的快速发展，大量含有氮磷等元素的营养物质输入水体，水体富营养化愈加严重，导致某些藻类及蓝细菌异常增殖，形成蓝细菌水华现象。铜绿微囊藻是水华蓝细菌中的优势种，它在生长过程中会产生微囊藻毒素，使水体水质受到影响，直接危害人类健康。蓝细菌水华的发生受到多种环境因子的影响，如氮磷营养盐的浓度、温度、光照等。而蓝细菌这一古老的微生物本身也具有应对外界环境变化的响应机制，比如细胞内基于环二鸟苷酸(bis-(3 -5)-cyclic dimeric guanosine monophosphate，c-di-GMP)这一第二信使分子的信号调控作用。目前对于微囊藻应对不同生长环境的胞内响应和调控机制尚未明确。
　　本研究以一株淡水蓝细菌一铜绿微囊藻CHAOHU1326(Microcystis aeruginosa CHAOHU 1326)为研究对象，探究铜绿微囊藻对于不同的氮磷营养盐、温度、盐分环境的响应，考察细胞生长、多糖、藻毒素合成及分泌、蛋白质含量、光合色素合成等多种生理活动的变化，分析多糖与藻毒素的合成以及c-di-GMP代谢基因的表达状况;并基于分子生物学技术，利用三种方式构建c-di-GMP代谢基因敲除突变株，为探究微囊藻胞内c-di-GMP的分子调控机制打下基础。主要研究内容和结果如下:
　　(1)分别考察CHAOHU1326在不同氮、磷、盐浓度的培养条件下，细胞生长及藻毒素合成及分泌、蛋白质与光合色素合成等生理指标的变化。结果表明，CHAOHU1326为了应对不利的环境条件，包括氮磷浓度过低、磷及盐浓度过高等，其比生长速率下降，叶绿素及蛋白的总量明显减少，藻毒素释放量减少，细胞生理活动强度明显降低。而在氮、磷浓度适宜条件下，比生长速率较高，光合色素与蛋白质的合成、藻毒素释放等生理活动强度增加。
　　(2)通过考察CHAOHU1326在不同温度条件下的生理活动强度，发现CHAOHU1326在非最佳适宜温度(25℃)条件下，比生长速率下降、叶绿素及蛋白合成量明显减少，生理活动强度减弱。此外CHAOHU1326在培养温度较低时，20℃时藻毒素释放显著增多，而在15℃时胞外多糖产量明显增加，并出现了细胞聚集现象。
　　(3)CHAOHU1326编码的c-di-GMP代谢基因、多糖及藻毒素合成基因的表达水平则随着不同氮磷营养盐、温度、盐分环境条件的变化发生显著变化，表明这些外界条件的改变会不断刺激铜绿微囊藻细胞c-di-GMP代谢基因表达水平的变化，促使了胞内c-di-GMP水平的波动，进而通过下游受体灵敏地调控细胞生理过程，以适应外界环境的改变。
　　(4)基于不同的基因敲除策略，分别构建了用于敲除c-di-GMP代谢基因dgcA、Hdp和gypA的重组质粒，将重组质粒成功导入CHAOHU1326细胞中。