水域中浮游植物群落内优势种群的更替在有害藻华爆发的过程中发挥着十分重要的作用。然而,这一生态演替的分子机理目前仍然没有被完全解释,如最常在硅藻和甲藻间发生的群落演替。因此,我们利用生化分子手段研究了硅藻三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)在与一种甲藻,塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense),共培养时其对由甲藻引起的环境压力的分子响应。试验结果显示,共培养处理24 h后三角褐指藻的生长状况受到显著地抑制。三角褐指藻的细胞器,如线粒体以及叶绿体受到严重的损害,包括细胞器膜模糊化或崩解以及细胞器变形等。我们同时利用RNA-seq监测了在共培养处理后三角褐指藻细胞内基因转录水平的变化。结果显示,参与糖酵解、TCA循环、脂肪酸β-氧化以及氧化磷酸化过程的一些基因其转录表达水平被下调。与此同时,参与碳固定以及光合作用过程的基因,包括能量代谢以及二氧化碳吸收,其转录水平也受到抑制。一些与细胞周期及细胞检验点相关的蛋白其表达水平同时被下调了,暗示三角褐指藻在与塔玛亚历山大藻共培养的条件下其 DNA复制及细胞分裂等活动受到了抑制。与此同时,共培养条件下三角褐指藻细胞内 ABCB1转运子的表达水平被上调,暗示塔玛亚历山大藻可能向细胞外分泌出一些具有功能作用的化感物质,而这些化感物质可能在硅藻和甲藻群落演替的过程中起着关键的作用。除此之外,三角褐指藻内一种预测的富亮氨酸重复受体样蛋白激酶(leucine-rich repeat receptor-like kinase),flagellin-sensitive2(FLS2),在共培养条件下其表达水平也被上调,暗示在硅藻和甲藻相互作用的过程中可能存在一种有别于化感作用的新途径。我们的结果阐明了硅藻与甲藻之间相互作用的分子机理,为赤潮爆发期间浮游植物群落间的演替提供了相关的解释。