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假微型海链藻（Thalassiosirapseudonana）是一株广泛分布的硅藻,是海洋初级生产者的主要贡献者之一,在海洋生源要素的生物地球化学循环及食物链传递方面起着重要作用。此外,它还经常形成大规模的水华,影响到海洋生态系统稳定和生物资源可持续利用。研究表明,浮游植物的生长和增殖受到环境中磷营养盐浓度和形态的调控,但分子机理尚不是很清楚。
本文以T.pseudonana为研究对象,运用双向凝胶电泳技术结合质谱分析,研究了磷限制和不同形态磷补充条件下,T.pseudonana单种培养体系及其与细菌混合培养体系（T.pseudonana和MarinobacteradhaerensHP15）的蛋白质组差异表达,确认和鉴定了差异表达蛋白,并对其功能进行了分析,从蛋白质组角度探讨了T.pseudonana对磷限制和补充的响应机理。主要研究结果如下:
1.T.pseudonana可适应一定限度的磷限制并能利用细胞内“磷储库”为细胞生长和生理活动提供磷源。磷限制下的T.pseudonana细胞对营养盐补充响应迅速,且补充不同形态磷（无机/有机磷）对T.pseudonana的生长影响没有显著差异,表明T.pseudonana细胞内可能存在有机磷的高效利用机制;
2.M.adhaerensHP15可适应一定限度的磷营养盐胁迫,并利用藻类分泌的有机物或细胞碎片及体内的适应机制去维持生存,并在磷限制条件下处于相对优势地位。补充不同磷源后,随着藻细胞数量的恢复,M.adhaerensHP15生长受到抑制;
3.磷限制条件下,T.pseudonana蛋白质组对无机和有机磷源补充的响应迅速,蛋白表达无明显差异:磷限制条件下,细胞中参与糖酵解、抗氧化、胁迫响应等生物学过程的蛋白表达增加,而补充磷后,参与光合作用、脂代谢和信号传导等蛋白表达增加;
4.磷限制条件下,T.pseudonana和M.adhaerensHP15混合培养体系蛋白质组对无机和有机磷源的补充响应迅速:磷限制条件下M.adhaerensHP15细胞内参与TCA循环、磷酸盐转运系统、氮代谢的蛋白高表达,而补充磷源后,T.pseudonana细胞光合作用明显增强、蛋白质合成增加;
5.T.pseudonana单种培养和藻-菌混合培养体系对磷营养盐胁迫和补充的响应机制存在差异:单种培养时,T.pseudonana主要通过诱导PGM/GAPDH等相关酶的大量表达促使细胞利用内部磷库经糖酵解途径生成一定量的高能物质ATP维持细胞生存;混合体系中,M.adhaerensHP15蛋白质组的表达处于优势地位,主要通过诱导高亲和力磷酸盐吸收系统、TCA循环生成一定量ATP来适应低磷环境;
本论文首次从蛋白质组学角度研究了硅藻细胞对磷营养盐变动的生理响应,并探讨了细菌共存条件下,硅藻对营养变动的响应,发现并鉴定了一批与营养盐变动相关蛋白,为研究硅藻分子营养生理学及藻华发生的分子营养学机理提供了新思路。