1．研究蓝藻生理机制的新成果
⑴从藻青菌基因组分析生物体光合作用的起源。
2006年9月，德国奥斯纳布吕克大学阿芒·穆尔基贾尼安领导，他的同事，以及美国马里兰州贝塞斯达国家生物技术信息中心的迈克尔·加尔佩林等人参与的一个研究小组，在《新科学家》发表研究成果称，他们分析了15种藻青菌基因组，认为蓝藻门细菌（藻青菌）的祖先应该是最早进行光合作用的生物体。
光合作用是过去数十亿年里意义最重大的进化事件之一。它是支撑地球上几乎所有复杂生命的基础。但是，人们以往一直不清楚，最早进行光合作用的是哪种生物体，它又是如何进行光合作用的。
研究人员表示，藻青菌是细菌的一大门类，在世界各地都能找到这种丝状细菌。除藻青菌之外，还有其他4门细菌也能进行光合作用，而且每一门都有不同的光合作用基因。研究小组发现，只有藻青菌拥有全部100种光合作用基因，并且其中许多是藻青菌独有的。穆尔基贾尼安说：“这意味着藻青菌‘发明了’大多数光合作用基因。”
此前，人们认为藻青菌是从其他光合细菌进化而来的，但研究人员现在认为事实恰恰相反。加尔佩林认为，藻青菌的许多光合作用基因，是其他光合细菌所没有的，这意味着这些基因源于原始藻青菌。
研究人员还援引34亿年前的化石为证。从化石来看，最早进行光合作用的生物体是细丝状的，这为其原始藻青菌最早开始光合作用的理论提供了证据。穆尔基贾尼安说，原始藻青菌学会利用光能之后，便有了无尽的能量来源，从而具备了巨大的进化优势，在光合细菌中占据了主导地位。
也有人对此理论持不同意见。华盛顿大学的罗伯特·布兰肯希普说，藻青菌与其他细菌相比光合系统更为复杂，在他看来这意味着藻青菌是较晚才进化形成的。
⑵发现微藻与巨型细菌可交换多个基因。
2009年8月，法国国家科研中心基因组与结构信息实验室一个研究小组，在美国《基因组研究》杂志上发表研究成果称，他们发现，一种名为“海洋浮游藻”的微藻，会与巨型细菌（EhV）交换基因，从而获取新的机能。
这种巨型细菌，呈20面体结构。研究人员把它与“海洋浮游藻”的基因组序列，进行对比发现，两者进行了基因互换。更令人惊奇的是，被交换的基因不止一个，而是涉及7种酶的基因，它们对合成神经酰胺至关重要。
研究人员指出，细菌之间发生基因交换，获取新的机能，所以十分普遍。但是，如此大规模的基因交换，则是十分罕见的。
⑶发现单细胞藻类毒素的致病机制。
2010年3月，法国国家科研中心、法国原子能委员会和美国加利福尼亚大学联合组成的一个国际研究小组，在美国《国家科学院学报》上发表研究成果称，他们发现了单细胞藻类毒素的致病机制。研究人员说，这一发现将有助于藻毒素解毒药物的研发。
寄生在鱼类和贝类里的单细胞藻类会产生毒素，人们如果食用了被感染的海产品，就会出现腹泻、麻痹或是神经方面的问题。自1991年以来，加拿大、挪威、西班牙、突尼斯和法国等多个国家，相继发现了被藻毒素感染的海鲜。
研究人员选取两种单细胞藻类毒素为研究对象，将它们分别注入实验鼠体内，结果仅仅几分钟，实验鼠就出现了严重的精神紊乱。分析发现，藻毒素的攻击对象，是一种位于肌肉和神经细胞膜上的接收器。这种接收器，一旦被藻毒素控制，就会导致肌肉和大脑等运行异常。
⑷发现高浓度二氧化碳影响海洋蓝藻的长期适应性。
2015年10月，美国南加利福尼亚大学和伍兹霍尔海洋研究所的研究人员，在《自然·通讯》期刊网络版上，发表题为《束毛藻适应二氧化碳浓度升高的不可逆固氮实验》的文章称，在二氧化碳浓度升高时，海洋蓝藻会通过改变其固氮能力来适应变化的环境。二氧化碳浓度的升高，不仅会改变蓝藻的短期生理可塑性，还使其发生长期的全面适应响应，这将对未来海洋的碳、氮等生物地球化学循环，带来巨大影响。
束毛藻是一种在全球广泛分布的、具有重要生物化学意义的海洋蓝藻，其固氮作用是海洋生物圈中，限制养分氮的主要来源。先前的短期实验表明，海洋蓝藻的固氮率，在高浓度的二氧化碳环境中会升高，但其长期的适应响应还不清楚。
研究人员采用实验进化方法，分别在当前的二氧化碳浓度(380ppm)、预测的未来二氧化碳水平下(750ppm)，培育束毛藻细胞系，评估生长速度和固氮速度的变化。研究结果表明，升高的二氧化碳浓度下，束毛藻的生长速度和固氮速度均加快，即使恢复到先前较低的二氧化碳条件时，这种获得的生殖适合度仍被保留。生长速率的增加，伴随着不可逆的固氮类型的转变，以及调控DNA甲基转氨酶活性的增强。
研究还表明，高浓度二氧化碳条件下，选择的细胞系在磷缺乏环境中表现出增长率的增加。这种关键生物，在未来酸化和营养物质缺乏的海洋环境中，具有潜在优势。
2．开发利用蓝藻的新进展
⑴培育出营养丰富的新型螺旋藻。
2007年12月，韩国生物科学与生物技术研究所吴熙穆领导的科研小组，在《微生物与生物工艺学通讯》发表论文称，他们利用甲基磺酸乙酯培育出编号为M2OCJK3的新型螺旋藻，它具有丰富的营养价值，可以用作动物饲料添加剂，又有助于减少大气中的温室气体。
研究人员说，这种螺旋藻是蓝藻家族中的一员，它通过生命体的光合作用吸收二氧化碳。如果进行大规模养殖，它的二氧化碳固定率，可稳定在每天每平方米21.8克二氧化碳，比广为人知的CG590型螺旋藻高13％。
研究人员指出，如果养殖方法得到改善，它可用作水产动物饲料添加剂出售。初步实验结果表明，吃过这种螺旋藻的虾，比没有吃这种螺旋藻的虾多长10％以上。
⑵开发有毒蓝藻暴发早期预警技术。
2009年7月，南非科技与工业研究会（CSIR）的湖泊学家保罗·奥博郝斯特博士领导的研究小组，在《生态毒理学》杂志上发表论文称，他们开发出一种可以预测有毒蓝绿藻在淡水环境中暴发的技术。它对于监测淡水环境，帮助水源管理部门采取恰当的水排放策略，减少下游污染和健康风险，具有重要应用意义。
蓝绿藻又称蓝藻或蓝菌，是一种生长于水中的浮游生物，当水中的营养物质过剩时，原本稀少的蓝绿藻会在短时间内迅速繁殖，在河流、湖泊或水库的水面上，形成庞大而浓密的藻垫，这就是蓝藻暴发。蓝藻暴发，打乱了湖泊水库正常的生态系统和功能，造成水中严重缺氧，致使大量鱼类和其他水生物死亡；同时会产生有腥臭味的“水华”现象，令饮用水源受到威胁，而蓝藻中含有的毒素更是严重影响人类健康。
该研究小组考察了位于南非自由州的克鲁格斯德瑞福特湖，对其近岸水域的物理和化学特性，以及生物相互作用进行研究；特别是，对在靠近该湖水坝区域暴发的有毒蓝藻，进行重点研究。通过比较参考点和有毒蓝藻污染区域物种构成的变化，他们成功地利用大型无脊椎动物的多样性指数，对有毒蓝藻暴发的可能性进行了评估。他们采用水蛭作为生物指示物，因为与某些大型无脊椎动物相反，水蛭可以在被蓝藻释放的有毒物质污染的水中生存，它们的存在往往是水质差的证明。如果水蛭出现在比较稠密的蓝藻周围，说明这种蓝藻极有可能是有毒的。
但水蛭不能说明水体中的毒性水平到底有多高。为此，他们同时采用基因技术，检测可以合成蓝绿细菌毒素的蓝绿细菌基因的存在。这种灵敏的酶联免疫吸收分析方法，利用一种抗体可以识别出能产生毒性的基因片段，并测出其含量，由此可以确定毒性高低。
奥博郝斯特表示，这是首次把这两种方法结合起来，对湖泊水库的有毒蓝藻暴发，进行早期预警评估。
⑶发现转基因蓝藻可用于制造化学燃料。
2013年1月7日，美国加州大学戴维斯分校化学副教授渥美翔太领导的一个研究小组，在美国《国家科学院学报》上发表论文称，他们通过基因工程对蓝藻进行改造，使其能生产出丁二醇，这是一种用于制造燃料和塑料的前化学品，也是生产生物化工原料以替代化石燃料的第一步。
渥美翔太说：“大部分化学原材料都是来自石油和天然气，我们需要其他资源。”美国能源部已经定下目标，到2025年要有1/4的工业化学品由生物过程产生。
生物反应都会形成碳—碳键，以二氧化碳为原料，利用阳光供给能量来反应，这就是光合作用。蓝藻以这种方式在地球上已经生存了30多亿年。用蓝藻来生产化学品有很多好处，比如不与人类争夺粮食，克服了用玉米生产乙醇的缺点。但要用蓝藻作为化学原料也面临一个难题，就是产量太低不易转化。
研究小组利用网上数据库发现了几种酶，恰好能执行他们正在寻找的化学反应。他们把能合成这些酶的DNA（脱氧核糖核酸）引入了蓝藻细胞，随后逐步地构建出了一条“三步骤”的反应路径，能使蓝藻把二氧化碳转化为2,3丁二醇，这是一种用于制造涂料、溶剂、塑料和燃料的化学品。
研究人员说，由于这些酶在不同生物体内可能有不同的工作方式，因此，在实验测试之前，无法预测化学路径的运行情况。经过3个星期的生长后，每升这种蓝藻的培养介质，能产出2.4克2,3丁二醇。这是迄今把蓝藻用于化学生产所达到的最高产量，对商业开发而言也很有潜力。
渥美翔太的实验室，正在与日本化学制造商旭化成公司合作，希望能继续优化系统，进一步提高产量，并对其他产品进行实验，同时探索该技术的放大途径。
