微囊藻水华的发生日趋严重,很多地方已经延续到了深冬。越冬细胞作为“种子”对来年水华的发生至关重要。入冬以后“温度骤降—进入寒冬”及“温度骤降—回暖—再降温”的冷激模式及冷激强度(温度与时间的乘积),对微囊藻越冬有怎样的影响尚未见报道。本文首先从“单次冷激”和“重复冷激(反复冷激5次,期间每次冷激后置于藻培室下培养)”这两种模式着手,并通过控制不同的冷激强度(0.5、2和4 h),探索群体微囊藻XW01经过冷激后的生长状况,结果表明：单次冷激模式下,2h冷激处理的藻生长优于对照组,对数生长期的比增长率,比对照组高8.5%；重复冷激模式下,2h冷激处理的藻生长同样优于其他各组,但是其生长比对照组要差,对数生长期的比增长率比对照组低16.7%。结果提示：单次适度冷激对微囊藻有生长刺激作用；不同强度的多次重复冷激,对藻的生长抑制不同。低温胁迫后,藻细胞会启动非特异性抗低温胁迫机制,因此进一步研究了两种冷激模式下,微囊藻的抗氧化系统、渗透调节物质、细胞膜流动性及细胞多糖含量的变化。结果表明：(1)单次冷激模式下,SOD和POD冷激2h最高,分别是对照组的2.39、1.61倍,CAT冷激4h最高,比对照组增加了43.9%；重复冷激模式下,SOD和CAT均是2h最高,分别是对照组的2.16、2.78倍,4h组的CAT最高,是对照组的1.9倍(2)单次冷激模式下,抗氧化物质谷胱甘肽、抗坏血酸、藻蓝蛋白和类胡萝卜素的含量均发生了变化,其中4h组的谷胱甘肽含量最高,比对照组增加了15.4%；抗坏血酸的含量变化更为显著,4h组的含量最高,是对照组的11.48倍；藻蓝蛋白也是4h组最高,比对照组增加了157.5%；类胡萝卜素4h含量最高,比对照组增加了20.7%；重复冷激模式下,2h组的谷胱甘肽最高,是对照组的2.3倍；抗坏血酸则在4h组最高,为对照组的5.11倍；藻蓝蛋白同样在4h组最高,比对照上升了255.5%;类胡萝卜素同样4h组最高,较对照组增加了29.7%(3)渗透调节物质脯氨酸及甜菜碱的含量也在冷胁迫后发生了变化。单次冷激模式下,2h组的脯氨酸和甜菜碱含量均最高,分别比对照组增加了1735%和162.9%；重复冷激模式下,仍然是2h组的脯氨酸和甜菜碱含量最高,分别是对照组的10.5倍和4.25倍(4)丙二醛含量和细胞膜透性是反映了细胞膜受损程度的指标。在单次冷激模式下,0.5、2及4h组丙二醛含量分别比对照组增加了20.6%、17.9%和20.9%,而细胞膜通透性变化并不显著；重复冷激模式下,4h组的丙二醛含量最高,比对照组增加了30.1%：细胞膜透性在2h组及4h组均比对照组显著增加了172.2%和216.7%；(5)细胞多糖较在单次冷激模式下,2h和4h组比对照组增加了19.4%和20.1%；重复冷激模式下,0.5、2和4h处理组均比对照组显著上升了14.7%、20.8%和21.5%。此外,当藻细胞受到冷胁迫后,其叶绿素浓度、可溶性蛋白以及N、P代谢酶(硝酸还原酶和碱性磷酸酶)的活性都会受到影响。测定结果显示：单次冷激模式下,可溶性蛋白含量并不会受到明显影响,重复冷激下,0.5、2和4h组分别比对照组下降了8.1%、16.2%,41.5%；叶绿素含量在单次和重复冷激模式下,均会在4h组最低,分别比对照组降低22.7%和33.4%；硝酸还原酶的活性也会有所下降,单次冷激下,0.5、2和4h的酶活性分别比对照组下降了16.2%、35.3%和60.2%；重复冷激下,0.5、2和4h的分别比对照组降低了9.9%、38.7%和58.1%；碱性磷酸酶活性则会在冷胁迫的条件下增强,单次冷激和重复冷激模式下,2h组的活性均最高,分别比对照组增加了17.9%、80.9%。总的来说,两种冷激模式会提高微囊藻细胞的抗氧化系统活性,并且使渗透调节物质及多糖等细胞保护物质含量增加；同时,两种冷激模式加剧了细胞膜的受损程度且抑制了蛋白质及叶绿素的合成。为研究冷激作用对越冬细胞的影响,我们探索了两种冷激模式对经历了越冬期后的微囊藻复苏生长的影响。结果表明：无论是单次冷激还是重复冷激,,短时间(0.5 h)组复苏更快。与未经冷激处理的藻相比,短时间的冷激更好地维持了“越冬”微囊藻细胞的活性,复苏生长更快。同时,在越冬期间,我们发现在两种不同的温度设置下(0℃及4-9℃),前者的各组微囊藻均已生长停滞,后者的各组微囊藻仍然可以正常生长。通过本文的研究发现,不同的低温冷激强度和冷激模式对微囊藻的生理代谢产生不同的影响,适当的冷激强度更有利于微囊藻细胞越冬复苏。