中文摘要：

发菜，学名发状念珠藻，是一种生长在荒漠、半荒漠地区的陆生性蓝细菌，具有重要的食用和药用价值。由于它具有光合作用和固氮作用，是干旱、半干旱生态系统中有机碳和氮的提供者，在生态环境治理和恢复中具有特殊的地位，被称为荒漠化土壤中的"先锋生物"。通过室内和室外播种发菜细胞模拟生物结皮过程，对发菜在荒漠化治理中的作用机理进行了研究。发菜细胞经过3个月时间后可以形成结皮，1年后厚度达到1.5-2.0mm，结皮的形成过程既有藻丝的机械束缚过程, 也有胞外聚合物的黏结作用。跟踪室内结皮形成后细胞动态生长过程，建立了发菜细胞在固态基质上的生长动力学模型；紫外辐射、干旱、高盐等环境胁迫处理后发菜细胞的显微和亚显微结构发生明显变化，对发菜细胞组分、蛋白组成和代谢产物的分泌均有影响。初步确定发菜细胞分泌光保护物质（MAA）、细胞内积累丙二醛，抗过氧化酶物质以及具有自由基清除活性的多糖，氨基酸（脯氨酸），色素（类胡萝卜素）等是其适应极端环境的主要机制。以上工作从细胞水平上解释了发菜细胞在荒漠化治理中的作用机制，丰富了藻类生物技术在荒漠化治理方面的基础数据，有利于利用荒漠化地区土壤藻类及其产物进行荒漠化治理。