近几十年来，由于水体富营养化程度加剧和全球气候变暖等原因，蓝藻水华尤其是微囊藻水华在世界各地都有频繁暴发，其暴发规模也呈逐年增大的趋势。蓝藻水华能够直接影响水体中其他植物的生长甚至导致其死亡，降低水体生物多样性，破坏生态系统，给水体养殖经济带来危害。更加严重的是有的微囊藻能产生一种具有肝毒性和促进肿瘤发生的毒素（微囊藻毒素），因此受到全世界的广泛关注。本论文开展了微囊藻毒素新分析方法的研究;并且利用分子生物学的手段调查了我国太湖和巢湖中微囊藻毒素降解微生物的分布，并分离纯化了一株能降解微囊藻毒素的细菌菌株。利用同源重组的方法构建了微囊藻类菌孢素氨基酸生物合成缺陷突变体。由于类菌孢素氨基酸与细胞的抗紫外线能力相关，因此本实验为研究类菌孢素氨基酸与微囊藻的抗紫外线机制之间的关系奠定基础。主要研究结果如下:　　1.建立了一种基于纳米金粒子的微囊藻毒素免疫化学发光检测方法。该方法主要包括间接竞争免疫反应，纳米金粒子氧化溶解和通过金离子催化luminol化学发光体系对微囊藻毒素进行定量等三个主要步骤。本方法的工作范围为0.05-10μg/L(r2=0.9914)，灵敏度为0.024μg/L，远低于世界卫生组织对饮用水中微囊藻毒素浓度的建议值。利用该方法测定自然水样和鱼组织样中的微囊藻毒素水平，结果与ELISA所测值相吻合，表明该分析方法灵敏可靠，适合用于各种样品的分析。　　2.以间接抑制为免疫反应模式，发展了一种微囊藻毒素表面等离子共振分析方法。微囊藻毒素与牛血清蛋白偶联物[(MC-LR)-BSA)]合成并固定在传感器CM5芯片表面上，微囊藻毒素样品和单克隆抗体反应液流经芯片表面时，BIAcore3000生物传感器能监控随后的特异性免疫反应，随着样品中微囊藻毒素浓度的降低，生物传感器捕获的SPR响应信号递增。SPR免疫分析方法的定量范围在1-100μg/L。尽管该方法的灵敏度不及传统的ELISA方法，但是它具有自身独特的优势:1）传感器芯片可以再生。50次再生之后芯片抗体结合能力没有显著的损失;2）可迅速获得检测结果，在50分钟内能完成一次样品检测;3)该方法无需复杂的操作程序。利用该方法对环境样品进行分析，结果与ELISA所测结果吻合。鉴于SPR传感器在分析微囊藻毒素方面的优势，可进一步开发便携式传感器，从而用于野外现场快速检测微囊藻毒素。　　3.利用已报道的特异引物MF/MR扩增太湖和巢湖等水体中特定位点的微囊藻毒素降解酶基因(mlrA基因)片段，从而了解该水体中微囊藻毒素降解菌的分布情况。经过为期5个月的调查，结果显示:在巢湖的11个样点中，除W1，E2和E4三个位点之外，其他8个位点均获得阳性PCR结果。太湖的22个样点中除S1，S2，S4和W1这4个位点之外，其他18个位点均曾检测到阳性PCR结果。毒素水平高的区域的水样PCR结果呈阳性的频率较高。由此，我们推测微囊藻毒素降解细菌与有毒蓝藻的分布有着内在联系。进一步分离了一株能够降解微囊藻毒索的菌。16S rRNA序列比对表明它与Sphingopyxis C-1相似度高达98％，因此该菌种被命名为Sphingopyxis N5。微囊藻毒素降解数据表明SphingopyxisN5能特异性降解微囊藻毒素MC-RR，降解速率为0.58 mg L-1h-1;对微囊藻毒素MC-LR，MC-YR和LA的降解速率分别为0.34，0.18和0.14 mg L-1h-1;在24 h内未检测到其对MC-LF和MC-LW的降解。　　4.类菌孢素氨基酸是一类具有强紫外吸收能力的水溶性物质，目前已有关于微囊藻合成此类物质的报道。但关于类菌孢素氨基酸在微囊藻中的生理学功能还未被阐明。同时，类菌孢素氨基酸合成是否能帮助微囊藻形成水华还有待进一步的研究。我们首先利用PCR方法研究了类菌孢素氨基酸合成酶的4个基因在微囊藻属中的分布情况，结果显示在23株微囊藻中有9株呈阳性结果，这表明并非所有微囊藻都具有类菌孢素氨基酸合成酶基因。随后我们用HPLC对6株微囊藻所产类菌孢素氨基酸的化学型进行分析，结果表明它们的主要类菌孢素氨基酸与shinorine具有一致的色谱行为，初步推断类菌孢素氨基酸可能是shinorine。与此同时，我们利用同源重组的方法对铜绿微囊藻PCC7806中的类菌孢素氨基酸合成酶基因mysA和mysB进行了插入失活，获得了两株类菌孢素氨基酸合成酶基因突变体。HPLC结果证实突变体失去了合成主要类菌孢素氨基酸的能力。本研究通过体内试验第一次直接证明mysA和mysB参与的类菌孢素氨基酸生物合成。