链状裸甲藻藻华的营养盐基础及调控机制研究

This study will focus on Gymnodinium catenatum to explore the basic nutrient physiology and molecular regulation mechanism of the bloom caused by this dinoflagellate species. Firstly, we will investigate the gene expression patterns of Gymnodinium catenatum under different forms of nitrogen and phosphorus and, identify the genes and pathways related to the absorption and utilization of the two nutrients. Furthermore, by combining the nutrient parameters during cell growth, analysis of the pivotal regulatory factors will be conducted, followed by the construction of gene regulatory network potentially involved in the bloom of Gymnodinium catenatum. This study will provide a better understanding of the nutrient absorption and utilization of Gymnodinium catenaturm, and a good strategy for further investigations on basic nutrient physiology and regulation mechanism of Gymnodinium catenatrum bloom.

本研究将以链状裸甲藻为研究对象，围绕其藻华形成的营养盐生理基础及分子调控机理，研究链状裸甲藻在不同形态的氮、磷营养盐条件下的基因表达模式，筛选鉴定参与不同营养盐吸收利用的基因和生物学途径，结合生长过程中的营养生理状况，分析其关键调控因子，构建链状裸甲藻藻华形成的营养盐利用机制的分子调控网络。研究结果将填补国际上链状裸甲藻营养盐研究的空白，为链状裸甲藻藻华形成的营养生理基础及其调控机制研究提供范例。

近年来，我国沿海有害甲藻藻华频繁爆发，迄今已发生多起链状裸甲藻藻华，但对于链状裸甲藻的研究仍着重于一些生理参数对该藻细胞生长和产毒的影响，在该藻对营养盐吸收利用机制的研究非常有限，对其藻华形成的营养基础和调控机制的认识更是薄弱。本研究以链状裸甲藻为研究对象，围绕其藻华形成的营养盐生理基础，开展了在不同形态的氮和磷营养盐条件下的生理生化和转录水平响应机制研究；揭示了链状裸甲藻中的能量代谢、氨基酸代谢等主要代谢过程及关键基因在不同氮营养盐条件下呈现下调，而在不同磷营养盐条件下则呈现上调的差异响应；并初步构建了链状裸甲藻对氮、磷吸收利用的分子调控网络。链状裸甲藻对氮和磷的不同响应策略反应了其在细胞水平的不同反馈调控机制，该研究结果为后续进一步在藻华爆发环境中研究链状裸甲藻藻华形成的营养盐利用机制和调控机理研究提供了基础数据支撑。