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微藻是一类能够进行光合自养的生物,富含不饱和脂肪酸,尤其是多不饱和脂肪酸,作为不饱和脂肪酸来源具有良好的发展前景,既安全、经济,又绿色环保。课题以不饱和脂肪酸及生物量为指标筛选得到了优势藻株,并确定了优势藻株的最佳营养方式与脂肪酸甲酯化工艺参数,同时研究了不同培养条件对优势藻株生长及不饱和脂肪酸积累的影响,在此基础上,运用转录组学技术构建了优势藻株中不饱和脂肪酸的生物合成途径。课题先以海南当地的10株微藻为筛选对象,比较其生物量、生长速率、总脂含量、总脂产量以及不饱和脂肪酸相对含量。结果表明,藻株Chlorella vulgaris CJ15生物量、油脂产量较高,油脂含量及不饱和脂肪酸相对含量最高,相对于其他藻株更具开发潜力。探讨了营养方式对优势藻株C.vulgaris CJ15生长的影响,并测定了各生化组分（蛋白质、总糖、色素、粗纤维、氨基酸、总脂、脂肪酸）的含量。结果发现营养方式显著影响C.vulgaris CJ15的生长及生化组成;且C.vulgaris CJ15无异养能力。培养基中添加葡萄糖混养时C.vulgaris CJ15蛋白质及粗纤维的含量最高,分别为6.7%及6.75%;而以蔗糖为碳源的混养更有利于C.vulgaris CJ15糖类物质的合成;在光合自养条件下,C.vulgaris CJ15藻细胞的生长能力最强,生物量及生物量生产力最高,分别为2.59g L-1和0.19g L-1d-1,,且多不饱和脂肪酸百分比、葡萄糖、粗纤维产率及色素含量、油脂产量、必需氨基酸含量较高,综合考虑,C.vulgaris CJ15高密度、高生物活性物质培养的最适营养方式为光合自养。对C.vulgaris CJ15脂肪酸提取预处理及甲酯化工艺参数进行了优化。其中研磨超声辅助对C.vulgaris CJ15细胞破碎率最高,达到92.35±0.67%。通过甲酯化参数单因素实验与响应面优化实验确定了C.vulgaris CJ15脂肪酸甲酯化的最佳工艺参数（KOH浓度:0.79mol/L,H2SO4体积分数:3.32%,皂化温度:65℃,酯化温度:61.3℃,皂化时间:38.20min,酯化时间:25min。）对C.vulgaris CJ15培养条件（氮浓度、磷浓度、p H）的影响进行了探讨。不同氮浓度下C.vulgaris CJ15不饱和脂肪酸产量顺序为:12.6mmol/L>7.6mmol/L>22.6mmol/L>17.6mmol/L>27.6mmol/L>0.0mmol/L;磷浓度为0.26mmol/L与0.35mmolg/L时C.vulgaris CJ15不饱和脂肪酸的相对含量最高,均为70%,产量在浓度为0.26mmol/L时最高,为0.28±0.03g/L,因此,适合C.vulgaris CJ15生长及不饱和脂肪酸积累的磷源浓度为0.26mmol/L。p H对C.vulgaris CJ15不饱和脂肪酸的积累具有显著影响,适合C.vulgaris CJ15高密度培养及不饱和脂肪酸积累的p H条件为6.5。基于C.vulgaris CJ15氮缺乏（0.0mmol/L）与正常培养（17.6mmol/L）下不饱和脂肪酸含量的变化,对两种培养条件下的C.vulgaris CJ15藻细胞进行转录组测序和分析。氮缺乏组（处理组）与正常培养组（对照组）原始测序数据（Raw reads）经过滤后得到Clean Reads数分别为42713412和42337990,分别占Raw Reads数的98.64%和97.77%。处理组与对照组Clean Reads的Q20值与Q30值分别大于90%和80%,表明Reads的质量高,测序得到的碱基信息可靠。使用Trinity对所得到的Clean Reads进行从头拼接（de novo assembly）组装之后聚类去冗余,得到Unigene共44302条序列用于后续分析。采用软件将得到Unigene在7大功能数据库（KEGG、GO、NR、NT、Swiss Prot、Pfam和KOG）中做比对,共有35292条Unigene被注释到,占总Unigene的79.66%。以差异表达倍数|log2FC|≥2,FDR（False Discovery Rate）≦0.001为筛选条件,对处理组与对照组的Unigene进行比较筛选得到显著差异表达基因（DEGs）,并对DEGs进行了GO富集分析和KEGG Pathway富集分析。预测构建了C.vulgaris CJ15中不饱和脂肪酸的生物合成途径,并挖掘到不饱和脂肪酸合成途径中显著上调基因（或酶）FASN、Fab H、FATA、FAD2以及SCD(C16:0-Co A→C16:1（n-7）,显著下调基因（或酶）Fab D和TER。这为将来采用基因工程等手段提高C.vulgaris CJ15不饱和脂肪酸的积累提供了理论依据。