草甘膦是一种在世界范围内广泛使用的除草剂,当土壤中残留的草甘膦排入海水中后,一方面,对于长期处于磷限制状态的海洋浮游植物来说,是一种潜在的磷源;另一方面,作为除草剂,草甘膦可能会通过抑制海洋浮游植物的生长从而影响海洋生态系统。本研究首先探索了不同种类的浮游植物对草甘膦的生理响应,通过对海洋浮游植物代表性的五个门类(定鞭藻、硅藻、甲藻、针胞藻和绿藻)中十五种常见浮游植物的研究,我们发现它们对草甘膦的响应具有种的特异性。根据它们在不同的DIP条件下对不同浓度的草甘膦的不同生理响应,我们把这十四种代表性的海洋浮游植物重新分成了五大类。第一类(颗石藻、中肋骨条藻和三角褐指藻)能够利用草甘膦作为唯一的磷源支持生长,而在DIP充足时则被抑制;第二类(米氏凯伦藻、微小原甲藻、杜氏盐藻、虫黄藻、赤潮异弯藻和链状亚历山大藻)没有利用草甘膦的能力,却有较强的耐受性,只能被高浓度的草甘膦抑制;第三类(球等鞭金藻)对草甘膦具有高耐受性,既能在DIP缺乏时将草甘膦作为唯一的磷源支持生长,又能在DIP充足时被草甘膦促进生长;第四类(威氏海链藻、假微海链藻和海洋卡盾藻)的生长在所试验的各种磷条件下总是被抑制,对草甘膦的耐受性最低;第五类(强壮前沟藻和东海原甲藻)生长不受草甘膦的影响,对草甘膦没有明显生理响应。然后,我们聚焦于一种典型的浮游植物东海原甲藻对草甘膦特殊响应的机制。东海原甲藻是一种典型的赤潮甲藻,几乎每年春天都会在中国东海海域发生赤潮。其对草甘膦并没有特殊的生长响应,在我们的分类中属于第五类,既不能在DIP匮乏时利用草甘膦作为唯一的磷源支持其生长,又不能在DIP充足时被作为除草剂的草甘膦抑制生长。但是,经过六十天的适应和诱导,东海原甲藻却能够以草甘膦做为磷源,在正常培养基下的对照组已经进入下降与死亡期时,呈现出爆发性的增长。为探明这是否由培养液中共存菌群分解草甘膦所致,我们用高通量测序的方法对与其共存的细菌群落进行了多样性分析,结果表明草甘膦能显著改变东海原甲藻培养基中的细菌群落结构,具有分解有机膦能力(拥有分解C-P键的基因)的细菌类群增多,说明很可能经草甘膦诱导的细菌通过降解草甘膦为东海原甲藻提供了促进生长的磷源。本研究首次阐明了真核生物对草甘膦的利用能力,首次系统地探究了海洋浮游植物对草甘膦的响应,为以后对其分子机制的进一步探索奠定了基础;同时本研究还初步探索了东海原甲藻对草甘膦特殊响应的机制,为以后对其它浮游植物响应机制的探索提供了分子依据和数据支持。