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生物柴油是一种清洁无污染,可再生的替代型燃料。因其具有硫含量低、燃烧充分,闪点高、使用安全、较好的低温启动性等优点,在全球受到广泛的重视。但在生物柴油的生产过程中,较高的生产成本制约了其工业化的发展,其中原料成本占生产成本的75%。因此,选取合适的、低成本的原料及适宜的生产方式生产生物柴油成为当前研究的热点。微藻作为地球上分布最为广泛、种类最多的单细胞或群体的微生物,能够有效的利用太阳光进行光合作用,吸收空气中的CO2,将太阳能转化为生物质能。与其它原料相比,以微藻作为原料生产生物柴油具有生长周期短、油脂含量高等诸多的优势。在微藻的培养过程中,添加植物激素可以降低利用微藻生产生物柴油的成本。褪黑素（Melatonin,MT）作为一种植物激素,广泛存在于多种植物体内,通过调节光合作用、细胞周期、DNA复制、新陈代谢和油脂的合成等过程,促进植物的生长、延缓植物的衰老。然而,褪黑素应用于废水中调节微藻的生长和油脂合成的机制鲜有报道。本实验以单针藻Monoraphidium sp.FXY-10和Monoraphidium sp.QLZ-3为研究对象,建立微藻油脂高效合成的低成本培养方法,研究了以糖蜜酒精废醪液（Molasses waste water,MW）和核桃壳提取液（Walnut shell extract,WSE）作为培养基,对微藻生长和油脂积累的影响,分析了在工业废水中微藻油脂合成的相关机制,同时利用CO2联合光生物反应器缩短了生长周期,增加了微藻的生物量产率和油脂产率,为降低微藻油脂的生产成本及工业化扩大培养提供了一定的理论依据和实践意义。具体研究结果如下:（1）以糖蜜酒精废醪液作为培养基,添加不同浓度的MgSO4·7H2O,当培养基中Mg2+浓度为800μM时,微藻的生物量和油脂含量达到最高。同时,微藻对糖蜜酒精废醪液中总氮、总磷、COD的移除率分别达到88.37%、93.69%和87.98%。此外,Mg2+作用下,增强了微藻对糖蜜酒精废醪液中Ca2+、Fe3+、Cu2+的吸收。结果表明,适宜浓度的Mg2+可以促进糖蜜酒精废醪液中微藻的生长和油脂含量的积累,同时,提高了微藻对糖蜜酒精废醪液中总氮、总磷、COD值和相关金属离子的利用率。（2）本实验中,通过外源添加褪黑素,促进了糖蜜酒精废醪液中微藻的生长和油脂的积累。以糖蜜酒精废醪液为基础培养基,添加10-3μmol/L的褪黑素,微藻中的油脂含量达到68.69%,且最高生物量为1.22 g/L。与此同时,藻细胞内蛋白质含量下降,碳水化合物含量增加。在微藻培养过程中,糖蜜废醪液中的COD、总氮及总磷降低。此外,外源褪黑素的添加通过上调了乙酰辅酶A羧化酶（Acetyl coenzyme A carboxylase,ACCase）、苹果酸酶（Malic Enzyme,ME）的活性,下调了磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（Phosphoenolpyruvate Carboxylase,PEPC）的活性,促进了微藻中油脂含量的积累。研究表明,褪黑素通过调节微藻油脂合成过程中相关酶的活性,促进了油脂的积累,同时降低培养成本,为微藻扩大化生产提供了新的理论基础。（3）微藻的大规模工业化培养是未来微藻发展的趋势,利用光生物反应器培养微藻为其工业化培养提供了一定的理论基础。在鼓泡式柱形光生物反应器中,通入CO2的含量为12%时,可以有效的提高WSE中单针藻Monoraphidium sp.QLZ-3的生物量产率和油脂产率。WSE中氮、磷营养物质的被有效利用。与此同时,提高了微藻细胞内的叶绿素含量和rbcL的相对表达量,促进了单针藻Monoraphidium sp.QLZ-3对CO2的固定。在12%的CO2的作用下,促进了微藻对WSE中多酚的吸收,多酚作为一种抗氧化剂,可能通过调控藻细胞内的抗氧化体系,促进了微藻油脂合成过程中accD和kas基因表达量的上调,促进了油脂的积累。