龙须菜（Gracilarialemaneiformis）是重要的经济红藻，氮（N）和磷（P）是海藻生长所必需的大量营养元素。在不同氮磷水平下海藻的生理生化响应已有不少报道，但对其响应机制的研究尚少见报道。因此，本文以大型海藻龙须菜为研究对象，在低N、P和高N、P水平条件下处理，从生理生化特性和转录水平研究龙须菜在不同N、P水平环境中的生理代谢，N代谢关键酶活力及氮代谢、磷代谢和光合作用相关基因表达的变化，从而探究龙须菜在不同N、P水平环境中的响应机制。研究结果可为全面认识龙须菜的抗逆性机理奠定基础，同时也为后续龙须菜抗逆新品种的选育提供理论指导。　　本文以无机氮（NH4+:NO3-摩尔比为2:1）为氮源配制人工海水培养龙须菜，设置3个氮磷水平处理组，分别为低氮磷组（10:1μmol/L），中氮磷组（50:5μmol/L）和高氮磷组（500:50μmol/L），分别在氮磷处理之后0h、4h、8h、12h、24h、2d、5d、8d、14d取龙须菜用于测定生理生化指标及相关基因的表达量。其中中氮磷组培养条件与预培养时一致。　　实验结果显示，低氮磷水平条件下：1）龙须菜生长速率和色素含量逐渐下降，第14d时藻红蛋白和叶绿素含量a含量相比于第0d分别下降了48.19%和43.54%，说明低氮磷浓度抑制龙须菜的生长，光合作用能力下降。2）藻体可溶性蛋白、N含量下降。可溶性糖含量上升，C含量不变，C/N在第14d上升为42.39（﹥15）。说明碳代谢比氮代谢活跃。P含量下降，第14天较第0天下降了36.42%。3）N同化相关基因（AMT1-1、AMT1-2、NRT2、NR、NiR、GS1、GS2、Fd-GOGAT）的表达以及NR、GS酶活性提高，但随着培养时间的延长，氮同化相关基因的表达受到抑制。P代谢相关基因（PT、AP、5’-NT）表达量上调。编码Rubisco酶的大亚基的基因rbsL和编码景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶的基因SBPase表达量分别在12h和8h内上调之后随着培养时间的延长表现为下调。表明低氮磷浓度条件下龙须菜处于缺氮状态，其生长受抑制，光合作用能力下降，Calvin循环和TCA循环受到抑制，为了缓解N、P限制状态，藻体通过降解自身氮库，增强酶活，增加N代谢及P代谢相关基因促进N代谢和P代谢，优先吸收NH4+以节约能量，充分利用环境中的有机磷及促进胞内磷循环等维持藻体的基础生长　　高氮磷水平条件下：1）龙须菜藻红蛋白和叶绿素a含量逐渐上升，第14d时藻红蛋白、叶绿素a含量相比于第0d分别上升了182.3%和94.44%，相对生长速率显著加快，说明高氮磷浓度提高藻体的光合作用能力，促进藻体的生长。2）可溶性蛋白和藻体N含量上升，氨基酸含量的增加，特别是Arg含量，第14d时Arg含量是第8h时的729.845倍。可溶性糖含量下降，C含量不变，C/N在第14d下降为7.18（﹤10）。说明氮代谢比碳代谢活跃。3）N同化相关基因的表达量上调，GS酶活性提高，但随着培养时间的延长，胞内NH4+浓度的增加，GS酶活性受到抑制，至于NR，其活性在高氮磷浓度环境中一直被抑制。P代谢相关基因的表达量上调，但随着培养时间的延长，藻体磷含量的积累P代谢相关基因的表达量受到抑制，rbsL基因和SBPase基因表达量均上调。表明高氮磷浓度促进龙须菜氨基酸、蛋白质、光合色素的合成以及Calvin循环、糖酵解和TCA循环，增强藻体的光合作用能力，抑制NR酶活性，但随着藻体能量的积累以及氮磷含量的增加，龙须菜优先吸收NO3-，大部分氮吸收和代谢、磷吸收和代谢、光合作用的相关基因表达及GS酶活性受到抑制。　　综上所述，低氮磷水平条件下，龙须菜通过促进N代谢，降解自身氮库，促进P摄取和胞内P循环，优先吸收NH4+响应N、P限制状态。高氮磷水平促进藻体新陈代谢，龙须菜将吸收的N、P储备起来并且优先吸收NO3-。不同氮磷水平条件，基因的响应速度和表达模式不一样。