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近年来，随着经济的发展以及人口的急剧增长，导致大量富含氮、磷等营养物质的城市生活污水和工农业废水流入自然水域，加快了湖泊、河流、水库等水体的富营养化进程。蓝藻水华的频繁暴发就是富营养化带来的严重后果之一，大量研究表明蓝藻水华多发生在炎热的季节，那么蓝藻就不可避免的要应对高温、强紫外线辐射、高氨氮等一系列的环境胁迫因子。本论文系统地研究了高温、UV-B辐射、高氨氮等不良环境因子对水华蓝藻的影响作用，以及水华蓝藻应对这些胁迫因子所采取的对策，旨在揭示其成为水华优势种的原因和暴发蓝藻水华的机理。具体研究内容和研究结果如下:
(1)将在40℃条件下培养5d和10d的铜绿微囊藻（MicrocystisaeruginosaFACHB905）转接至新鲜培养基，以25℃培养条件下转接的相同细胞密度的培养物为对照，然后均置于相同的培养条件下恢复生长。研究了各培养物的生长、叶绿素口浓度、光系统Ⅱ的光化学效率（Fv/Fm）、净光合速率和呼吸速率的变化。结果表明，在40℃高温下分别培养5d和10d的铜绿微囊藻的比生长速率、Fv/Fm等指标均受到显著抑制(p＜0.01)。但在胁迫解除后的中后期，40℃培养5d组的比生长速率为0.362，显著高于其对照组的0.301(p＜0.05)，证明在恢复生长中出现超补偿生长现象;而40℃培养10d组的比生长速率为0.358，与其对照组的0.341差异不显著(p＞0.05)，证明在恢复生长中出现等补偿生长现象。铜绿微囊藻的这种超补偿生长特性是其成为水华优势种的一个生物内源性因素。
(2)不同浓度(1，3，5，7，10mg·L-1)的氨氮(NH4+-N)对微囊藻光合生理影响差异性研究。研究了不同浓度NH4+-N分别对室内无菌纯培养的微囊藻以及巢湖水华暴发期间微囊藻的光合系统的影响。结果表明微囊藻在高浓度NH4+-N(10mg·L-1)的环境中仍能很好地吸收利用NH4+-N，其光合系统受到的损伤是可恢复的;1mg·L-1的NH4+-N就可以抑制微囊藻的光合活性，但这种抑制作用很快会被解除。
(3)臭氧层的破坏致使到达地球表面的UV-B(280-320nm)辐射增强，对浮游植物造成了潜在的影响。在进行UV-B辐射处理之前，我们将淡水固氮丝状蓝藻Anabaenasp.PCC7120分别培养在富氮培养基和缺氮培养基中驯化约一年的时间。结果表明，随着UV-B处理强度的增强，藻丝的断裂程度不断加大。从叶绿素荧光参数光合系统Ⅱ的最大光化学效率(Fv/Fm)及最大相对电子传递速率(rETRmax)可以看出，一般情况下除了0.1W·m-2处理组以外，其他各UV-B处理水平下藻体的光合活性都显著地被抑制。Anabaenasp.PCC7120在不同强度的UV-B辐射下可以发生光补色适应性(complementarychromaticadaptation，CCA)。总糖与可溶性蛋白含量的增加可以为藻细胞抵御UV-B辐射的损伤提供一定的保护作用。此外，培养在缺氮培养基中的藻细胞在低强度UV-B辐射(0.1W·m-2)后表现出较强的恢复能力，发生了超补偿生长。活性显著升高的ATP酶（约提高830％）可能为UV-B造成的损伤修复提供大量的能量。
(4)在自然生境中，生物尤其是浮游植物并不是连续受到UV-B辐射的影响的。通过模拟自然环境，对蓝藻Anabaenasp.PCC7120进行了周期性的UV-B处理及恢复。经过重复性的UV-B辐射，藻丝的断裂程度及异形胞间隔不断增加。尽管UV-B辐射使Anabaenasp.PCC7120的异形胞频率有所增加，但是固氮酶活却受到了显著的抑制。光合活性可以被重复性的UV-B抑制，但这种抑制是可逆的。我们发现重复性UV-B辐射可以改变鱼腥藻细胞藻胆蛋白的含量，表现为补色适应性，这种适应性在保护光合系统方面起到了重要作用。另外，总糖与类胡萝卜素的生物合成以及抗氧化酶活性均可以在重复性的UV-B辐射下刺激升高，这也表明了这些物质在降低UV-B辐射造成损伤方面的作用。持续较高的丙二醛(MDA)含量表明在两轮的UV-B处理与恢复过程中，由UV-B辐射产生的ROS并不能完全被清除。意外的是，在第二轮的UV-B处理及恢复实验结束时Anabaenasp.PCC7120发生了超补偿生长。我们的结果表明，Anabaenasp.PCC7120具有较高的恢复及抵御不连续UV-B辐射的能力，这也与我们先前的研究结果一致，适当强度的UV-B辐射对鱼腥藻水华的暴发有促进作用。
(5)微囊藻具有表型可塑性，存在单细胞和不同大小的群体形态。我们比较研究了两种表型铜绿微囊藻（单细胞和群体）对不同强度UV-B辐射的响应差异性。结果表明，群体微囊藻较单细胞微囊藻有较低的叶绿素α含量及生长速率，较低的藻胆体/叶绿素α比率、类胡萝卜素/叶绿素口比率和总糖含量。静置培养条件下，群体微囊藻处于上浮状态，单细胞处于下沉状态。UV-B辐射对单细胞微囊藻光合活性的的抑制作用更显著。单细胞微囊藻经UV-B辐射后，其沉降速率会增加;而群体微囊藻经UV-B处理2天后（0.1W·m-2除外），藻细胞由上浮态转变为了沉降态。影响群体微囊藻垂直迁移的因素除了总糖含量的改变以外还与群体大小的变化有关。