微囊藻（Microcystis）是淡水湖泊生态系统中最重要暴发水华的优势菌种之一，大量的微囊藻水华不仅破坏水体生态系统，也严重威胁着人类健康。虽然国内外对微囊藻水华已开展了大量的工作，并取得了一些重要进展，但由于对微囊藻水华形成机理缺乏了解，严重制约了对微囊藻水华的控制。为此，本论文以最具代表性的优势水华蓝藻铜绿微囊藻（Micro cystis aeruginosa PCC7820）为研究对象，采用生测菌株检测、代谢足迹分析、生理生化指标测定等技术，研究了微囊藻群体感应及其可能的生物学和生态学效应，为微囊藻水华的预警及控制研究提供理论依据。取得的主要结果包括:　　①利用生测菌株Agrobacterium tumefaciens KYC55检测谱较宽、Chromobacterium violaceum CV026检测 C6-HSL(C6-homoserine lactone)和VibrioHarveyi BB170检测AI-2(Autoinducer-2)的特点，分析了铜绿微囊藻7820产生群体感应信号分子的类型，结果显示7820藻株能够诱导KYC55产生β-半乳糖苷酶，且酶活随细胞密度增大而提高，而不能诱导其它两株生测菌产生阳性结果，表明铜绿微囊藻7820能够产生含较长侧链的AI-1类群体感应信号分子。　　②根据AI-1分子结构中含有特征性内酯环结构（m/z=102）的特点，采用高效液相色谱质谱联用(LC/MS)技术，分析了铜绿微囊藻产生的群体感应信号分子，共鉴定出两种含有该内酯环的化合物，分子量分别为255和273。前者具有m/z=102、m/z=88和m/z=256的特征质谱数据，后者具有m/z=274、m/z=102和m/z=88的特征质谱数据。二者均为侧链有取代的酰基高丝氨酸内酯(AHLs)。根据文献调研，这两种化合物均为新结构的群体感应信号分子。　　③铜绿微囊藻不同生长阶段代谢产物的LC/MS检测结果表明，上述两种信号分子的相对含量随着藻细胞密度的增加而增加，在藻细胞生长由对数期转向平台期的拐点时达到最大，随后降低。进一步说明这两种化合物是导致铜绿微囊藻群体感应的信号分子。　　④利用飞行时间质谱(GC-TOF/MS)分析铜绿微囊藻7820代谢产物组成，共鉴定出31种化合物，包括烃类、油脂类、苯酚衍生物、萘及其衍生物和苯酯类。其中，四种化合物含量随藻生长而降低;三种化合物含量随藻生长而增加;七种化合物含量随生长呈低-高-低的趋势。其中化合物18对藻细胞的生长有较强的抑制作用，在浓度为0.9mg·L-1的条件下培养4d，藻细胞的数量仅为对照的5.2％。　　⑤铜绿微囊藻不同生长阶段细胞的形态的电镜观察显示，随着培养时间的延长，藻细胞表面产生类似于生物膜或胶被的物质，将多个单细胞藻包裹起来，形成结构紧密的细胞团，特别是在由对数期（低密度）向稳定期（高密度）过渡阶段，聚集现象尤为严重。能谱分析结果显示，除钠元素含量随藻细胞密度增加而逐渐降低外，钾、钙和镁元素含量则在培养12d时达到最高，与群体感应信号分子含量最高的时间一致，表明这些元素的变化可能与铜绿微囊藻的群体感应有关。铜绿微囊藻细胞表面电位检测结果显示，随着培养时间的延长，细胞密度的增加，细胞表面带正电性显著增强，培养液中的pH值也相应提高。根据上述结果，我们认为铜绿微囊藻群体感应的表型主要为导致细胞表面电位的增加和类生物膜的形成，进而引起细胞聚集、上浮，形成水华。　　综上所述，本文首次利用生物检测、代谢足迹分析以及细胞生理生化检测技术，研究了铜绿微囊藻的群体感应信号分子及相应的生物学和生态学效应，鉴定了两种引起铜绿微囊藻群体感应的新结构的信号分子，并认为铜绿微囊藻的群体感应与其聚集有关，为淡水湖泊微囊藻水华形成机理及控制策略的研究提供了重要依据，也为以群体感应信号分子为特征指标的蓝藻水华预警及控制技术的研究提供了理论基础。