微藻细胞有效净化污水的同时积累微藻生物质,在污水处理方面具有很大的应用潜力。小球藻（Chlorella sorokiniana）是光合生物,通过改变光质可以调控微藻的生化和代谢过程。本文分析了红光、蓝光、绿光和白光下C.sorokiniana的生长和生理特性变化,结合转录组分析阐明了C.sorokiniana响应不同光质的代谢调控机制;比较了红光、蓝光、白光以及红蓝光交替照明模式下的C.sorokiniana对污染物的去除效果和生物量积累的差异;验证了光生物反应器动态运行处理污水的效果和系统的稳定性。主要研究成果如下:（1）红、蓝光是培养C.sorokiniana的有效光质。红光和蓝光下微藻细胞的比生长速率显著高于绿光组和白光组,红光组和蓝光组的藻细胞密度分别比白光对照组的高52.96%和61.11%。在红光下培养7 d后小球藻的碳水化合物含量和脂质含量均最高,分别达到了72.84μg/mg和18.64%。蓝光组微藻的蛋白质浓度比红光组的高,在第5 d达到了20.73 mg/L。绿光下小球藻需要大量消耗体内的碳水化合物维持细胞正常的生理活动,长时间的绿光胁迫会加速小球藻衰亡期的到来。（2）不同光质下培养的C.sorokiniana的基因存在表达差异。三个实验组（红光、蓝光和绿光组）与白光对照组相比,分别有7713个、9157个和10837个unigene发生差异表达。红光组差异表达的unigene大部分参与了脂肪酸的合成和碳固定过程,碳酸酐酶、乙酰辅酶A羧化酶和脂肪酸合成酶的基因表达量较高。蓝光下光合系统中富集的差异基因均上调表达且Rubis CO酶（核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶）的基因表达量最高,光合速率和碳固定速率快。绿光下微藻参与合成ROS的基因表达量极高,微藻细胞可能通过内吞作用和过氧化物酶体的抗氧化机制来应对绿光的胁迫环境。（3）红蓝光交替照明（红光6 h+蓝光6 h,循环交替）是适合C.sorokiniana进行污水深度脱氮除磷并积累生物量的光照模式。该模式下TN（总氮）、TP（总磷）和COD（化学需氧量）去除率分别为97.73%、93.02%和88.78%。污水处理后微藻的OD680（光密度）和干重分别达到1.802、0.525 g/L。（4）在红蓝光交替照明模式下,光生物反应器中的微藻生物膜能够稳定附着在载体表面,反应器动态运行处理污水的效果较好。沉淀池中NH3-N（氨氮）、TN、TP和COD的出水浓度分别为3.87mg/L、8.83 mg/L、0.23 mg/L和30.44 mg/L,去除率分别为90.68%、80.19%、93.59%和83.65%。系统出水p H维持在8.00以下,沉淀池的出水水质稳定且达到一级A标。（5）污染物的去除主要依靠光生物反应器中微藻生物膜的同化作用。平板光生物反应器去除NH3-N、TN、TP和COD的贡献率分别为53.91%、54.88%、63.38%和61.67%,管式光生物反应器去除NH3-N、TN、TP和COD的贡献率分别为36.41%、35.48%、33.11%和34.33%。