虾青素具有极强的抗氧化活性功能，甚至比β-胡萝卜素和维生素E的抗氧化活性还要高，因此在医药、化妆品、保健品、食品等方面都得到了广泛的应用。雨生红球藻作为一种淡水藻类，是迄今为止发现的生物体内合成和积累虾青素含量最高的生物，并且在胁迫条件下可以刺激雨生红球藻更快更高的合成和积累虾青素；已经用于研究的胁迫条件主要包括醋酸盐胁迫、缺氮胁迫、高强度光照胁迫、盐胁迫等等。　　在本论文的研究中，我们设计了醋酸钠(Ac)、亚铁离子(Fe2+)、高强度光照(HL)几个胁迫条件以及几个胁迫条件的组合，也就是醋酸钠胁迫(Ac)、亚铁离子胁迫(Fe2+)、高强度光照胁迫(HL)、醋酸钠与亚铁离子共同胁迫(Ac& Fe2+)、醋酸钠与高强度光照共同胁迫(Ac& HL)、亚铁离子与高强度光照共同胁迫(Fe2+&HL)、醋酸钠与亚铁离子与高强度光照共同胁迫(Ac& Fe2+&HL)，共7个胁迫条件，目的是研究这7个胁迫条件对雨生红球藻的生物量的积累以及虾青素的合成的影响作用。通过这7个胁迫条件与正常条件的对比结果表明其中的亚铁离子与高强度光照的共同胁迫对于雨生红球藻细胞中的虾青素的合成诱导作用最明显。与此同时，为了研究雨生红球藻在胁迫条件下诱导虾青素合成的可能的机制我们还对所有条件进行了基于GC-MS和LC-MS的代谢组学的研究，在优化过的条件下分别检测了93种和24种胞内代谢物。其中，利用GC-MS检测到了的93种代谢物作了WGCNA分析，分别在HL,Fe2+& HL, Ac&Fe2+& HL胁迫条件下得到了2个、1个、1个与之高度相关的代谢物模块，在Fe2+& HL条件下分析得到了一种关键代谢物-D-(+)阿卓糖。利用LC-MS检测到的24种代谢物的信息我们分析得出了在Fe2+&HL条件下的3中关键代谢物，分别是谷氨酸(GLU)，α-酮戊二酸(AKG)和5-磷酸核酮糖(R5P)。　　本研究首次将代谢组学的研究应用于雨生红球藻中生物量的积累和虾青素的合成中去，同时也证明了在雨生红球藻中利用代谢组学和代谢物网络分析的方法研究有关虾青素的合成及积累过程中的关键代谢物和相关代谢物模块的可行性和有效性。