骨条藻（Skeletonema）是典型的海洋硅藻,在全球海洋广泛分布,是海洋初级生产力的主要贡献者之一,在海洋生态系统的物质循环、能量流动和信息传递中起到重要作用。当环境条件适宜时骨条藻还常形成大规模赤潮,是海洋鱼虾贝等的重要饵料和食物来源。氮、磷和硅是骨条藻生长所必需的营养元素,它们的变动会影响骨条藻在海洋中的生存、生长和繁育。虽然对骨条藻响应营养盐变化的生理和分子机制已有一些研究,但多集中在少数种类,且骨条藻早期分类比较混乱,因而我们对骨条藻响应环境营养盐变动的了解仍然缺乏或存在歧义。因此,亟需研究不同种类骨条藻对氮、磷和硅胁迫的响应机制,这对了解骨条藻在海洋中的生存、分布及其生态意义具有重要的作用。本研究以中国近海三种典型骨条藻多尼骨条藻（Skeletonema dohrnii）、热带骨条藻（Skeletonema tropicum）和中肋骨条藻（Skeletonema costatum）为研究对象,运用转录组学方法比较研究了三种骨条藻在氮、磷和硅胁迫条件下的基因表达谱,鉴定、确认了差异表达基因及其参与的生物学过程,并结合生理学参数,揭示了三种骨条藻对氮、磷和硅营养盐胁迫响应的生理和分子机制。取得的主要研究结果如下:（1）运用转录组学方法在氮胁迫的多尼骨条藻、热带骨条藻和中肋骨条藻中分别鉴定到44,071、49,366和38,545个基因,与正常培养条件下相比分别有24.03%、42.14%、和36.99%的基因表达差异显著;在磷胁迫的多尼骨条藻、热带骨条藻和中肋骨条藻中分别鉴定到46,098、33,468和40,752个基因,与正常培养条件下相比分别有13.63%、37.53%和25.11%的基因表达差异显著;在硅胁迫的多尼骨条藻、热带骨条藻和中肋骨条藻中分别鉴定到44,812、36,408、45,581个基因,与正常培养条件下相比分别有28.21%、30.34%和25.53%的基因表达差异显著。氮胁迫条件下富集到光合作用、碳代谢、糖酵解等过程下调;磷胁迫条件下只在多尼骨条藻中富集到光合作用-天线蛋白、糖酵解、不饱和脂肪酸和核糖体等过程上调;硅胁迫条件下只在热带骨条藻中富集到光合作用下调,糖酵解过程上调;（2）氮胁迫条件下,三种骨条藻通过增强对环境中硝酸盐转运和胞内含氮化合物的水解来获取氮源。氮胁迫抑制了三种骨条藻的细胞生长,使细胞周期停滞在G1期,但通过增强线粒体中的产能过程、磷脂水解、三酰甘油和脂肪酸的合成可为细胞提供能量并增强细胞的防御能力。氮胁迫条件下,热带骨条藻细胞内含氮化合物的水解程度较其他两种骨条藻更高,且还通过增强铵盐转运、尿素转运和分解以及三酰甘油的水解来获取更多氮源和能量。此外,热带骨条藻中谷氨酰胺合成酶、6-磷酸果糖激酶1、甘油醛-3-磷酸脱氢酶和26S蛋白酶体四种应激酶的基因均高表达,表明热带骨条藻较其他两种骨条藻对氮的需求更高且对氮胁迫更敏感;（3）磷胁迫条件下,三种骨条藻通过增强无机磷酸盐转运、有机磷和不含磷脂的脂类利用,从而缓解对磷的需求。磷胁迫条件下,三种骨条藻的细胞生长被抑制,细胞周期停滞在G1期,通过增强三酰甘油、脂肪酸和蛋白酶体的合成,使细胞能够贮存更多能量和增强细胞防御能力。磷胁迫条件下,多尼骨条藻较其他两种骨条藻具有更高效的磷酸盐转运和有机磷利用能力。此外,多尼骨条藻较其他两种骨条藻对光合作用和糖酵解具有更强的调节能力以适应磷胁迫。在磷限制海区,多尼骨条藻相较于其他两种骨条藻更具优势竞争,且具有较强的低磷响应机制和适应能力,容易在海区形成优势物种;（4）硅胁迫条件下,三种骨条藻对环境中硅酸盐的转运能力增强,对有机氮利用、无机磷转运和有机磷利用增强,为细胞生长提供更多的营养盐。硅胁迫条件下,三种骨条藻的细胞生长被抑制,细胞周期停滞在G1期,细胞不能形成正常的硅质细胞壁,细胞更易吸收光能,增强了光合作用的反应中心过程和线粒体的ATP合成过程。硅胁迫条件下,热带骨条藻细胞内硅酸盐转运和糖酵解过程较其他两种骨条藻要强以缓解胁迫压力;此外,PSII中反应过程、三酰甘油水解以及多种应激酶表达均大幅增强以获取更多能量和防御能力,表明热带骨条藻较其他两种骨条藻对硅的需求更高且对硅胁迫更敏感。