浒苔（Ulva prolifera）隶属于绿藻门（Chlorophyta）、石莼纲（Ulvophyceae）、石莼目（Ulvales）、石莼科（Ulvaceae）、石莼属（Ulva）,藻体为鲜绿色或淡绿色,高度可达1-2m,直径可达2-3mm,有较多分枝,主枝显著,分枝细长,拥有典型的单层细胞管状构造,色素体不布满细胞内,有1个淀粉核。自从2007年以来,每年我国黄海都会暴发大规模主要由浒苔构成的“绿潮”灾害,该灾害给沿海地区的生态环境和经济带来了很大的负面影响,因此对浒苔的基本生物学特征、发生机理等一系列生物学研究是非常迫切和必要的。本文应用浒苔作为研究对象,首先对其进行了全基因组的测定,这对全方位了解浒苔的分子进化,基因构成,基因调控等方面有着非常重要的意义。对浒苔基因组进行了从头测序、组装,拼接结果为 contigN50 为 675,063 bp,contigN75 为 277,886 bp,基因组的大小为 87,889,290 bp,约为87.9 Mb,GC含量为55.92%。得出的基因总数量为10,311个,基因的总长度为17,932,935 bp,约为17.93 M,基因长度占总基因组的20.4%;最短基因长度为201 bp,最长基因长度为18,024 bp,基因平均长度为1739 bp。重复序列中串联重复序列共有20,001个,其中简单重复序列最多有19,009个占了 95.0%,散在重复序列共有8,237个,其中长末端重复序列最多有4,353个占了 52.8%。分析数据库注释信息检测到了细胞分裂基因、磷酸化基因以及大量抗逆基因,这些基因的发现有助于我们从基因组层面理解浒苔在海面上快速生长的重要原因。利用Illumina测序平台对三种不同温度:12℃、20℃和28℃;三种强度光照:100OLux、5000Lux和12000Lux:三种不同盐度:12‰。、24‰和40‰培养条件下的浒苔进行转录组测序分析,这一研究模拟并获得了自然界环境的变化对浒苔的代谢通路和生命活动所产生的影响。低温下类胡萝卜素等色素的合成增加,碳代谢活动增强,高温造成了浒苔的光合作用加强,而蛋白质合成作用下降;低光条件下浒苔的蛋白质合成和细胞连接作用增强,而细胞的吞噬作用削弱了,高光条件下浒苔的光合作用、蛋白质合成作用和脂肪酸合成作用加强了;低盐条件下参与构成细胞骨架的基因上调了从而维持浒苔在低盐条件下正常的细胞形态,同时蛋白质分解作用加强,蛋白质的合成、细胞连接作用减弱了,高盐条件下浒苔线粒体中的电子传递链作用加强即浒苔的能量产生加强了,同时和脂肪酸有关的代谢活动也增强了,但是蛋白质合成作用下降了。以萜类和脂类合成通路中的关键基因作为代表,研究浒苔在不同生长条件下,次生代谢产物合成过程中基因表达的变化情况。qPCR结果显示低温和高温会促进浒苔的萜类和脂类合成途径基因的表达;高光照不利于浒苔萜类合成途径基因的表达。而脂类合成途径的两个基因在中光时的表达量最低,高光照促进了这两个基因的表达;高盐度条件下,有利于浒苔萜类合成途径基因的表达,而脂类合成途径的两个基因在高盐浓度下的表达量均是最高的,说明高盐条件下脂类合成相关基因的表达同样提高了。为进一步探究浒苔快速生长的机理,分别以附着于紫菜养殖筏架的定生浒苔和漂浮于江苏滨海海面上的漂浮浒苔作为研究对象进行转录组测序分析,数据库注释结果显示浒苔在定生状态时蛋白质的合成活动增强,漂浮状态时由于海面能够更好地获取充足阳光因此光合作用增强了,同时氧化磷酸化活动增强即伴随着更多ATP的生成,这很可能是漂浮浒苔比定生浒苔生长迅速且在短时间内能够大量暴发的重要原因之一。比较漂浮浒苔和定生浒苔中重要的代谢活动包括糖代谢、氮代谢、磷代谢、硫代谢、碳固定等的基因表达水平差异,qPCR结果表明漂浮浒苔各代谢活动有关的大多数基因的表达水平高于定生浒苔,意味着漂浮浒苔的这些代谢活动要比定生浒苔更加旺盛。这些结果进一步加深了我们对浒苔各类代谢活动的认识,旺盛的代谢活动为之后漂浮浒苔短时间的大规模暴发提供了充分的物质基础。从代谢活动这一全新的的角度对漂浮浒苔的暴发机理进行了分析,为解析“绿潮”产生的原因提供了有价值的资料。