一、节旋藻的螺旋手性及其在理化因子影响下的变异规律　　 本文以12株具螺旋手性和2株直线形呈手中性的钝顶节旋藻为材料，通过研究它们的螺旋手性及其取向等特征，及其在温度、盐度、培养基状态及电离辐射等理化因子影响下的变异规律，取得了以下主要结果：(1)12株螺旋形钝顶节旋藻的螺旋手性取向全为左手，且在理化因子等影响下螺旋手性及其取向具有较高稳定性；即使变直丧失螺旋手性的藻丝回变成螺旋形藻丝后，其取向仍为左手。这表明，节旋藻的螺旋手性具有内在的偏向性，即其本征手性取向为左手。(2)节旋藻手性变异，一类可能是源于生理生态水平、较易回变、不可稳定遗传的变异；另一类可能是源于DNA水平、可稳定遗传变异。(3)节旋藻螺旋手性的缺失与重建具有不对称性，且回变的时间具有不确定性，回变概率随时间推移变小并渐趋稳定。(4)本实验室先前提出的“转座子调控模型”，可对上述节旋藻手性的部分变异规律作较好的阐释。　　 二、不同螺旋手性节旋藻的RAPD分析与差异DNA片段克隆　　 在优化节旋藻RAPD扩增产物检测方法的基础上，利用RAPD技术对左手螺旋的钝顶节旋藻品系Sp-1及其变直呈手中性的藻株Sp-1(L)进行了多态性分析，并采用二次PCR法回收了10条多态性DNA片段，对其克隆测序并作了初步的生物信息学分析。主要结果如下：(1)与琼脂糖凝胶电泳相比，聚丙烯酰胺凝胶电泳的条带更清晰整齐，可分辨的条带数也更多，更能展示出多态性，因此本论文选用该电泳方法检测节旋藻RAPD扩增产物的多态性。(2)190组引物(包括单引物和引物对)对Sp-1和Sp-1(L)RAPD扩增的有效率达到87.9％，但167组有效引物中只有24组在Sp-1和Sp-1(L)间呈现出多态性。这些多态性DNA片段中可能包含与节旋藻螺旋手性相关的基因信息。(3)选择10条多态性明显的DNA电泳带(编号01～10)进行二次PCR法回收，并通过克隆测序及BLASTX等生物信息学分析显示，02号为未知新序列，01号、05号和07号所对应的蛋白与细胞膜/壁有关，03号与震颤运动相关，06号与核酸代谢相关，08号和10号与氮素代谢有关，而04号和09号为假想蛋白，无相关的功能信息。　　 三、基于RAPD的节旋藻螺旋手性相关SCAR分子标记的研究　　 依据上述在Sp-1和Sp-1(L)中10条多态性DNA片段(编号01～10)的序列，通过Primer Premier5.0软件搜索与评价，设计了含全部或部分RAPD随机引物、长度为20～25mer的SCAR引物(对应编号Sc01～Sc10)，进而在原藻株及其它藻株中进行多态性验证，筛选出与节旋藻螺旋手性相关的DNA片段或基因，并作生物信息学分析。主要结果如下：(1)在用于验证的5对左手性螺旋和手中性对应的藻株[Sp-1和Sp-1(L)、Sp-3和Sp-3(L)、Sp-3和Sp-3(L)1、Sp-10和Sp-10(L)、Sp-12和Sp-12(L)]，以及3株左手螺旋藻株[Sp-8、Sp-9和Sp-1(L→S)]中，只有Sc05保持能区分藻丝为螺旋手性和手中性的多态性，即Sc05在螺旋手性藻丝中无扩增条带，而在手中性藻丝中有。因此，Sc05为从RAPD标记转化成功的SCAR标记，其扩增产物很可能是与节旋藻螺旋手性相关的DNA片段或基因。(2)Sc05扩增产物的长度为527bp，从30位碱基起有1个含起始密码子的正向ORF，对应165个氨基酸，所编码的蛋白质与细菌中硫酸酯酶同源物AtsG的前165位氨基酸具有较高相似性(63％)，且含有1个硫酸酯酶家族的保守结构域，因而将这一在节旋藻中的硫酸酯酶同源物AtsG的类似物记为AtsG-Sp。(3)AtsG-Sp参与节旋藻细胞硫酸化多糖合成与代谢等重要生物学过程，而硫酸化多糖是组成节旋藻细胞壁与外鞘套的主要成分之一，它对节旋藻螺旋手性结构的形成与维持等起着重要作用，因而AtsG-Sp很可能参与节旋藻螺旋手性的形成与调控。