甲藻是海洋生态系统中主要的生产者之一,其在进化上具有独特的地位,且拥有许多奇特的基因组特征,包括极其庞大的基因组。甲藻在生态上也具有重要的意义,一些种类可以引起有害藻华,对生态系统以及经济活动带来极大破坏。此外虫黄藻作为一类独特的甲藻,具有复杂的遗传多样性,而其与近年来日益严重的珊瑚白化事件有密切关系。因此对于甲藻的研究具有重要的意义。近年来测序技术的发展,为生态学的研究提供了许多新的技术也产生了大量积累的数据集,本研究主要利用、改进生物信息学方法,通过宏条形码技术、收集并挖掘已有的转录组和基因组数据集,分别从多样性、功能基因的角度研究甲藻、基因、环境之间的相关关系。本研究尝试采用宏条形码技术以研究南中国海虫黄藻的遗传多样性。研究结果主要包括:1)对那中国海珊瑚共生虫黄藻的遗传多样性进行普查,其中优势的虫黄藻主要为Clade C和Clade D,这与已有的关于印度洋-太平洋的珊瑚共生虫黄藻多样性分布规律符合;2)在一些珊瑚中发现了 Clade E和Clade F等此前极少报道与珊瑚共生的虫黄藻,该结果也表明以往传统的ITS2-DGGE的方法大大低估了珊瑚共生虫黄藻的遗传多样性;3)基于OTU的结果表明Clade C内的一些虫黄藻遗传多样性的分布具有一定程度的特异性;4)这些结果也表明本研究设计的虫黄藻ITS特异性引物以及宏条形码分析方法在研究虫黄藻的遗传多样性方面具有重要的应用前景。此外本研究还通过大规模挖掘已有的基因组、转录组数据的方式,探究紫外吸收物质—类菌孢素氨基酸合成基因在水生生态环境中的分布,类菌孢素氨基酸是水生生物主要的抵抗紫外辐射的方式,对于水生生态系统具有重要的意义,本研究主要取得以下结果:1)从蓝细菌、放线菌、变形菌、真菌、甲藻、硅藻、红藻、针胞藻、刺胞动物等多个门类中检测到该基因簇,该结果与已有的类菌孢素氨基酸在自然环境中的报道符合,该结果从功能的基因的角度为类菌孢素氨基酸在水生生态系统中的来源提供了解释;2)以往的虫黄藻培养实验表明不同虫黄藻的类菌孢素氨基酸合成能力有所差异,本研究检测了已有的3个虫黄藻基因组,其中仅在Symbiodinium microadriaticum检测到该基因,而S.minutum和S.kawagutii均未检测到该基因,该结果和已有的培养实验的检测结果符合,这从功能基因的角度为虫黄藻不同的类菌孢素合成能力提供了证据;3)研究结果还表明真核藻类的类菌孢素氨基酸合成能力可能是通过内共生事件从蓝藻中获取的。