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化石燃料的广泛使用导致了环境污染和全球气候变化，可替代能源的研究与开发是应对环境污染的重要途径。微藻是目前已知的单位面积产油能力最高的植物，被认为是生产生物柴油最优原料的来源，其中斜生栅藻是应用最广泛的产油微藻之一。然而，目前高成本依然是斜生栅藻生物柴油的最大瓶颈。斜生栅藻生长速率的快慢和产油效率的高低是决定其生物柴油生产成本的重要因素。因此，研究一种既能促进斜生栅藻生长速率又能提高产油效率的培养方法成为了当务之急。大多数研究者认为氮饥饿是一种有效提高斜生栅藻油脂含量的方法，但是氮饥饿会直接限制斜生栅藻生物量的增加。另外，曝气和添加植物激素是影响斜生栅藻生物质生产效率的主要因素。因此，本研究首先构建了一种以少量多次供氮的工艺来培养斜生栅藻，然后探讨了由曝气引起的紊流能量耗散率对斜生栅藻生物量和油脂含量的影响。另一方面通过添加植物激素提高斜生栅藻的生物量和产油量。本研究的主要结论如下：
(1)构建了一种少量多次供氮的新工艺，可以同时促进斜生栅藻的生长和产油。在此工艺的培养条件下，添加硝酸钠(NaNO3)和尿素(CO(NH2)2)能够促进斜生栅藻的生长，而氯化铵(NH4Cl)的添加抑制斜生栅藻的生长。相比NaNO3和NH4Cl，CO(NH2)2的添加更有利于斜生栅藻油脂的积累。通过比较发现，每天添加2mgNL-1CO(NH2)2，斜生栅藻的生物量和产油量最高，分别为1.73×107cellsmL-1和242.4mgL-1。
(2)在二氧化碳充足的条件下，曝气强度依然能够影响斜生栅藻的生长和油脂积累。通过计算流体动力学(CFD)模型计算不同曝气速率下的紊流能量耗散率。紊流能量耗散率由1.28×10-6增加到7.30×10-6m2s-3时，斜生栅藻的生物量、产油效率和叶绿素含量分别增大到1.11×107cellsmL-1、16.0mgL-1d-1和6.90mgL-1。随着紊流能量耗散率增加到1.67×10-5m2s-3时，斜生栅藻的生物量、产油效率和叶绿素含量均逐渐减小。对于斜生栅藻的生长和产油而言，最适的紊流能量耗散率为7.30×10-6m2s-3。
(3)添加吲哚乙酸(IAA)、胺鲜酯(DA6)和芸苔素内酯(BR)三种植物激素对斜生栅藻的生长和产油均表现出“低浓度促进，高浓度抑制”的作用。斜生栅藻的生物量、含油量以及产油量随着三种植物激素浓度的增加呈现先增大后减小的趋势，IAA、DA6和BR的最佳添加剂量分别为10-6M、10-9M和10-8M。三种植物激素相比，添加10-9MDA6对斜生栅藻的生物量、含油量和产油效率的促进效果最为显著，分别为1.77×107cellsmL-1、30.0%和16.2mgL-1d-1。同时，10-9MDA6的添加提高了C18:1和不饱和脂肪酸的比例。
(1)构建了一种少量多次供氮的新工艺，可以同时促进斜生栅藻的生长和产油。在此工艺的培养条件下，添加硝酸钠(NaNO3)和尿素(CO(NH2)2)能够促进斜生栅藻的生长，而氯化铵(NH4Cl)的添加抑制斜生栅藻的生长。相比NaNO3和NH4Cl，CO(NH2)2的添加更有利于斜生栅藻油脂的积累。通过比较发现，每天添加2mgNL-1CO(NH2)2，斜生栅藻的生物量和产油量最高，分别为1.73×107cellsmL-1和242.4mgL-1。
(2)在二氧化碳充足的条件下，曝气强度依然能够影响斜生栅藻的生长和油脂积累。通过计算流体动力学(CFD)模型计算不同曝气速率下的紊流能量耗散率。紊流能量耗散率由1.28×10-6增加到7.30×10-6m2s-3时，斜生栅藻的生物量、产油效率和叶绿素含量分别增大到1.11×107cellsmL-1、16.0mgL-1d-1和6.90mgL-1。随着紊流能量耗散率增加到1.67×10-5m2s-3时，斜生栅藻的生物量、产油效率和叶绿素含量均逐渐减小。对于斜生栅藻的生长和产油而言，最适的紊流能量耗散率为7.30×10-6m2s-3。
(3)添加吲哚乙酸(IAA)、胺鲜酯(DA6)和芸苔素内酯(BR)三种植物激素对斜生栅藻的生长和产油均表现出“低浓度促进，高浓度抑制”的作用。斜生栅藻的生物量、含油量以及产油量随着三种植物激素浓度的增加呈现先增大后减小的趋势，IAA、DA6和BR的最佳添加剂量分别为10-6M、10-9M和10-8M。三种植物激素相比，添加10-9MDA6对斜生栅藻的生物量、含油量和产油效率的促进效果最为显著，分别为1.77×107cellsmL-1、30.0%和16.2mgL-1d-1。同时，10-9MDA6的添加提高了C18:1和不饱和脂肪酸的比例。