衣藻是一种单细胞绿藻，而绿藻被认为是陆地植物的祖先。早有研究表明莱茵衣藻不仅能进行一般的光合生长，还可以在无光条件下利用乙酸作为唯一碳源进行非光合生长。但其背后的机制并不清楚。本文首先基于基因组数据库和EST库等对莱茵衣藻及与其近缘种中与利用乙酸进行非光合生长的相关代谢途径的所有基因/酶进行了系统的调查分析，以探讨这一有趣并可能有重要应用前景的生长现象的分子机制。其次，对其中具有特殊来源且起关键作用的Ⅱ型FBPase（果糖-1，6-二磷酸酶）进行了较为详尽的生物信息学分析和实验验证，以探讨这一生长现象的起源形成机制。主要研究结果和结论如下:　　 Ⅰ.通过莱茵衣藻及其近缘种从乙酸到淀粉这一系列合成代谢通路（包括乙醛酸循环、糖异生等）的基因/酶的调查，发现:莱茵衣藻与其亲缘关系非常近但不能进行这一非光合生长的近缘种团藻中所有的相关基因/酶都高度一致，这可能暗示着是其它原因（如细胞外基质阻挡了乙酸进入细胞等）导致了多细胞的团藻不能进行该非光合生长。Prasinophceae纲的绿藻不能进行上述非光合生长，我们发现其原因是由于它们没有乙醛酸途径的关键酶异柠檬酸（裂合）酶和苹果酸合酶。这些结果表明不同的绿藻之所以有的能有的不能进行乙酸作为唯一碳源进行非光合生长其原因各不相同。而具备该能力的绿藻在乙酸的转运、乙醛酸循环和糖异生等代谢途径必须完整。　　 Ⅱ.我们发现在绿藻中存在着一个一般真核生物均不具有FBPase。Pfam分析表明此FBPase具有典型的原核型Ⅱ类FBPase的FBPase_glpX结构域，且莱茵衣藻的叶绿体蛋白质组含有此酶，因此我们称它为叶绿体型的Ⅱ类FBPase-cpFBPaseⅡ。系统发生分析表明绿藻中的此酶很可能是通过水平基因转移从放线菌亚纲的共同祖先转移到绿藻的共同祖先中的。Real-timePCR结果显示，cpFBPaseⅡ基因在整个光周期中表达基本平稳，不受光的调节，而参与Calvin循环的cpFBPaseⅠ基因的表达是受光调节的。莱茵衣藻可以利用乙酸为唯一碳源进行非光合生长，这一过程需要乙醛酸循环，糖异生途径和淀粉合成途径的参与。但是cpFBPaseⅠ具有三个保守的半胱氨酸，因此在蛋白水平也是受光调节的，也就是说在无光条件下没有催化活性;而已有研究表明莱茵衣藻的糖异生途径大部分定位于叶绿体，我们所发现的该cpFBPaseⅡ也正好定位于叶绿体，因而在无光条件下，应该是该酶在起作用从而保证了糖异生途径的进行。因此，cpFBPaseⅡ的获得是莱茵衣藻进化出以乙酸作为唯一碳源进行非光合生长这一能力的前提条件。