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在世界能源危机的影响下,生物质能源具有可再生、低污染等特点,被认为是短时期内最有潜力缓解能源危机的石油替代品。其中,生物质原料中的微藻具有生物量大、油脂含量高、生长周期短和环境友好等优点,因此有望作为新一代生物质原料。然而,微藻的生长与油脂合成之间一直存在相互制约的关系,这严重阻碍了微藻的产业化。为了解决这一矛盾问题,本文选用实验室保藏已有藻株小球藻（Chlorella vulgaris）HDA04作为供式藻株,探讨不同培养方式对小球藻脂质积累的影响及相关酶系活性的变化,从技术和机理两个层面探讨并解决微藻生长与油脂合成之间的矛盾。本文首先以实验室自主选育的C.vulgaris HDA04作为研究对象,以生物量和相对油脂含量作为检测指标,考察了不同抗生素对C.vulgaris HDA04生物量和油脂积累的影响。结果显示,当青霉素浓度为1 mg/L时,C.vulgar HDA04的生物量和相对油脂含量最高,分别为2.43±0.10 g/L和8.12±0.12,与未添加抗生素（2.31±0.12 g/L、3.41±0.08）相比分别提高了5.19%和138.12%。因此,在后续试验中确定最佳青霉素的浓度为1 mg/L。在此基础上,在摇瓶水平上对C.vulgaris HDA04菌体增殖培养基（BG11培养基）成分进行优化,确定蛋白胨浓度为1.5 g/L、氯化钠浓度为8 g/L时,C.vulgar HDA04的生物量和相对油脂含量最高,分别为4.26±0.35 g/L和27.04±1.13。在此条件下,C.vulgar HDA04的生物量和相对油脂含量分别提高了84.4%和692.3%。随后,在发酵罐水平上对C.vulgar HDA04进行分段培养研究,结果发现,120h之前C.vulgar HDA04生物量快速增加,120 h之后生物量不再增加而脂质开始快速积累,因此以120 h作为C.vulgar HDA04生物量与脂质积累时的“拐点”。而后,采用流加培养的方式来分别探讨0 h和120 h时补加营养物质（氮、磷、铁、氯化钠）,调节p H和温度对C.vulgar HDA04生物量及相对油脂含量的影响。最终确定在120 h后营养物质与p H共同调节为最优发酵条件,C.vulgar HDA04生物量和相对油脂含量最高为1.15±0.03 g/L以及24.02±0.56,与未进行调节的原始培养相比,分别提高了101.8%和163.7%。采用最优发酵条件对C.vulgar HDA04进行脂肪酸成分分析。结果显示,C.vulgar HDA04含有七种脂肪酸,可以划分为三类:饱和脂肪酸（saturated fatty acid,SFA）,单不饱和脂肪酸（monounsaturated fatty acid,MUFA）以及多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid,PUFA）,其中加工生物柴油所需的主要成分是MUFA。未进行调节的原始培养下C.vulgar HDA04中SFA为28.29%、MUFA为27.10%和PUFA为44.61%;最优培养条件下C.vulgar HDA04中SFA为26.49%、MUFA为41.36%和PUFA为32.16%;与未进行调节的原始培养条件相比MUFA提高了14.26%,SFA和PUFA分别下降了1.80%和12.45%。为了深入研究C.vulgar HDA04生物量积累与脂质合成的机理,本研究采用Plant ELISA KIT酶活检测试剂盒对脂质合成关键酶磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADP-glucose pyrophosphorylase,AGPase）、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC）、乙酰辅酶A羧化酶（acetyl co A carboxylase,ACC）、乙酰辅酶A合成酶（acyl-coenzyme A synthetase,ACS）、3-磷酸甘油脱氢酶（glycerol3-phosphate dehydrogenase,GPDH）和二酰甘油酰基转移酶（diacylglycerol acyltransferase,DGAT）进行酶活性检测。结果显示,未进行调节的原始培养条件下,AGPase酶活为431.83 IU/L、PEPC酶活为116.66 IU/L;最优培养条件下,AGPase酶活为378.69 IU/L,PEPC酶活为104.17 IU/L,其酶活性分别下降了10.7%和12.3%。未进行调节的原始培养条件下,ACCase酶活为4.59 IU/L、ACS酶活为388.35 IU/L、GPDH酶活为140.34 IU/L以及DGAT酶活为48.37 IU/L;最优培养条件下,ACCase酶活为11.53 IU/L,ACS酶活为494.69 IU/L,GPDH酶活为179.12 IU/L以及DGAT酶活为90.15 IU/L,其酶活性分别提高了153.2%、27.4%、27.6%和86.4%。由此,进一步证明了最优培养条件下更有利于积累C.vulgar HDA04的脂质含量。综上所述,通过对C.vulgar HDA04进行分段培养的研究以及其脂质积累相关酶活的分析,不仅为解决藻株生物量合成和脂质积累的不平衡问题提供了一个新思路,也为微藻生物能源的产业化提供了理论基础和技术探索。