由于猪粪厌氧发酵液（即猪粪沼液）会对地下水和生态环境产生严重的污染,其处理和净化的研究日益受到关注。另外,实现微藻固定CO2规模化是微藻和能源行业的研究热点。微藻可同化沼液中氮磷等元素用于藻细胞生长代谢,因此,耦合微藻净化猪粪沼液及其光合作用固定CO2,不仅能降低沼液污染物水平和减缓碳排放,而且可获得微藻产品。本论文以一株普通小球藻（MBFJNU-1）为实验对象,于不同实验条件下,研究小球藻MBFJNU-1同时净化原始沼液和固定二氧化碳的能力,并利用蛋白质组学技术初步探究了原始沼液体系中不同CO2条件下小球藻细胞的蛋白质差异表达情况。主要内容和结果如下:（一）在室内条件下,研究了 CO2浓度、通气方式、通气速率、持续通气时间以及光照强度对小球藻生长的影响、对沼液的净化作用以及固碳能力的影响。实验得出如下结论:（1）小球藻生长随CO2浓度的升高先增大后减小。当CO2浓度为10%培养8天时,有最高生物量1.22 g/L,最高CO2固定率为273 mg/（L·d）。与其他相比,通空气组的小球藻对猪沼液的总氮和氨氮去除率最高,分别为54.60%和90.21%。当CO2浓度为5%时,小球藻表现最高总磷去除率（43.58%）。此外,各实验组的COD去除率（约20%）无显著性差异。（2）生物量均随着光照强度的增大而增加。当光强为8000 Lux时,小球藻的最大生物量为1.36 g/L,最高CO2固定率为239 mg/（L·d）,总磷最大去除率为45.28%。当光强为6000 Lux时,小球藻表现出最高的总氮去除率（90.59%）和氨氮最高去除率（98.72%）。（3）两种通气方式（通气方式1:即在整个培养周期持续通入5%CO2;通气方式2:即0到8天通入5%CO2第8天后通入空气）下通气速率对生物量的影响均较小。在800 mL/min时,通气方式1所培养的小球藻具有最高的总氮（79.82%）和氨氮（80.68%）去除率。在相同条件下,与通气方式1相比,通气方式2的小球藻具有更高总氮和氨氮的去除率（＞90%）。在通气方式1和通气方式2中,小球藻在1000 mL/min条件下都表现出最高CO2固定率,分别为454mg/（L·d）和294mg/（L·d）。（4）小球藻生物量均随着通气时间（6 h/d→12 h/d→18 h/d→24h/d）的增长而增加。与其他组相比,在持续通气时间为24 h/d时,通气方式1和通气方式2所得的小球藻最大生物量分别为2.23 g/L和 1.66 g/L,最高 CO2 固定率分别为 273 mg/（L·d）和 196mg/（L-d）。（二）在室外条件下,利用柱式光生物反应器培养小球藻,探究分批培养和半连续培养模式对小球藻MBFJNU-1净化原始沼液和固定CO2的能力的影响。得出如下结果:（1）在分批培养模式中,小球藻的生物量随着CO2浓度的增加,表现为先上升后下降。当CO2浓度为3%时,小球藻的生物量最高为0.75g/L,最高CO2固定率为68mg/（L·d）。同时,总氮的去除率随CO2浓度的升高而降低,其中空气组总氮去除率（49.14%）和氨氮去除率（81.41%）最高。（2）在不同CO2浓度的半连续培养模式中,当CO2浓度为3%时,小球藻生物量和CO2固定率最高。（3）在不同稀释率的半连续培养模式中,当更新率为80%时,小球藻在整个培养过程中表现最高的CO2固定率。（三）以跑道式光生物反应器进行规模化放大实验,研究3%CO2和通空气对小球藻MBFJNU-1净化原始沼液和固定CO2的影响。结果表明,通入CO2实验组的小球藻生物量为0.48 mg/L,比空气组高出约17.75%。同时,小球藻在3%CO2条件下的CO2固定速率为63 mg/（L·d）,是空气组的1.62倍。小球藻在3%CO2条件下的总磷去除率显著高于空气组。此外,总氮、氨氮和COD的净化率无明显差异。（四）利用iTRAQ蛋白质组学技术,对不同CO2条件下小球藻MBFJNU-1进行蛋白质组学分析。经质谱分析,鉴定到谱图44257个,谱图利用率为16.1%,特定肽段14719个、蛋白质总数1928个、动态变化中蛋白数582个。并利用Protein Pilot Software v.5.0软件的Paragon algorithm算法对筛选所得到的差异蛋白进行生物信息学分析。经KEGG pathway分析,6个差异组共鉴定得到74条显著性（p＜0.05）差异的代谢通路,其中,各组同时具有的显著代谢通路为光合作用（photosynthesis）通路,说明改变CO2条件对小球藻MBFJNU-1的光合作用途径影响显著。通过对代谢通路的初步分析,构建了不同CO2条件下小球藻MBFJNU-1细胞代谢变化假定模型,初步探究了原始沼液体系中改变CO2条件对小球藻MBFJNU-1的代谢变化情况。