蛋白核小球藻（Chlorellap pyrenoidosa）营养全面,尤其是蛋白质含量丰富,是人类理想的保健品,同时也被广泛用作水产养殖和畜牧业中的饲料添加剂,商业潜力很大。蛋白核小球藻是一种兼性营养型微生物,混合营养条件下,生长快速,不易染菌,利用蛋白核小球藻的这种特性,获得功能性小球藻产品是目前研究和应用的热点。另外一些污水中有机质丰富,蛋白核小球藻也是处理有机污水和废水的良好生物物种。小球藻等微藻也是重要的能源微藻。目前国内外关于微藻生物能源的研究大量集中在筛选高油脂高产氢藻种,以及如何高效利用有机质来提高藻的产量和质量方面。有机质尤其是单种类别有机质对于微藻生化特性的影响研究比较少,不同应用领域对于藻营养物质的需求不同,因此研究有机营养对蛋白核小球藻生化特性的影响具有重要的生物技术应用意义。另外,在有机质丰富的水体环境中,一些藻类利用有机质进行混合营养,研究有机营养对藻类生长和生化特性的影响也能为研究自然界中藻类混合营养生长提供重要的参考信息。葡萄糖对微藻的生长和生化特性影响已有一些报道,但是鲜有关于其他糖类和淀粉的报道,本文研究了葡萄糖、半乳糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖和淀粉等常见有机碳源对小球藻生长和生化特性的影响。与对照相比,单糖、二糖和淀粉都不同程度地促进了蛋白核小球藻的生长,促进效果依次为单糖、淀粉和二糖。单糖中葡萄糖促进作用最明显,其次是半乳糖和果糖;二糖中麦芽糖促进作用最明显,其次是蔗糖和乳糖。0.5-5gL/1有机碳源下培养10天,1.0和3.0gL^-1的葡萄糖以及3.0gL/1的半乳糖,降低了蛋白核小球藻脂质含量;0.5和5.0gL^-1葡萄糖,0.5^-1.0和5.0gL^-1的半乳糖,0.5-5.0gL^-1的果糖以及二糖和淀粉对于蛋白核小球藻脂质含量没有显著性影响。0.5-5.0gL^-1葡萄糖和半乳糖,蛋白核小球藻蛋白质的含量（23.8-47.4%和25.9-50.8%）明显低于自养条件下（65.6%）,并且这种对于蛋白质合成的抑制作用随着糖浓度的升高而加强;虽然0.5和1.0 gL^-1果糖,对蛋白质含量没有显著影响,但是3.0和5.0gL^-1果糖,降低了蛋白质含量;0.5-5.0gL^-1二糖和淀粉对蛋白核小球藻蛋白质含量没有产生显著影响。0.5-5.0 g L^-1葡萄糖和半乳糖下蛋白核小球藻碳水化合物的含量（37.6-67.8%和35.5-62.9%）明显高于对照（18.5%）,3.0和5.0 g L^-1的果糖也明显促进了蛋白核小球藻碳水化合物的合成,0.5-5.0 g L^-1二糖和淀粉对于蛋白核小球藻碳水化合物的合成没有显著影响。微藻快速生长会造成培养基中氮素限制,氮素限制会影响微藻生化成分的组成和含量,因此需要通过实验来验证引起上述变化原因究竟是氮素限制还是有机碳源种类的不同。自养状态下,氮素限制明显降低了蛋白质的含量,增加了碳水化合物的含量,但是对于脂质含量没有显著性的影响;加入相同种糖和淀粉培养下,低浓度氮素没有明显影响到脂质的含量,但是降低了蛋白质含量和增加了碳水化合物含量;在葡萄糖和半乳糖存在下,氮素限制导致了蛋白核小球藻脂质含量的升高,降低了蛋白质含量,但是碳水化合物的含量没有显著变化。和正常氮源下的变化相似,氮素限制下各处理之间比较,不同有机碳源下脂质含量没有显著变化;加入葡萄糖、半乳糖和果糖培养下蛋白含量降低,二糖和淀粉培养下没有显著差异;加入葡萄糖、半乳糖和果糖培养下碳水化合物含量升高,加入二糖和淀粉培养下没有显著性差异。氮源缺乏下,与正常无机氮源比,自养细胞脂质含量下降,加入葡萄糖培养下脂质含量上升,加入蔗糖和淀粉培养下变化并不明显;蛋白质含量都下降;除加入葡萄糖培养下碳水化合物含量没有显著性差异外,加入蔗糖和淀粉下碳水化合物含量都升高。氮源缺乏下,葡萄糖、蔗糖和淀粉与空白比较,加入葡萄糖培养下脂质含量升高,加入蔗糖和淀粉培养下,没有显著性变化;加入蔗糖和淀粉对蛋白质含量没有显著影响,加入葡萄糖培养下蛋白质含量降低;加入葡萄糖培养下碳水化合物含量升高,加入蔗糖和淀粉培养下碳水化合物变化不明显。结果表明氮素限制改变了蛋白核小球藻生化组成。有机碳源种类是不是影响小球藻生化组成的一个因素需要实验进一步证明。小球藻生长初期不会出现氮素限制的情况,3g L^-1供试有机碳源下第3天和第6天数据表明不同生长期,不同种类有机碳源对于蛋白核小球藻生化组成的影响是相似的,葡萄糖和半乳糖的加入显著地降低了脂质的含量,三种单糖都显著地降低了蛋白质的含量,增加了碳水化合物的含量;与单糖相比,二糖和淀粉对于蛋白核小球藻生化组成的影响没有显著性差异。实验证明有机碳源的种类,也是影响蛋白核小球藻生化成分的一个关键因素。高蛋白含量是小球藻作为保健食品的价值所在,实验结果表明7种供试有机碳源中,二糖和淀粉有利于获得较高产量的小球藻蛋白产品。氨基酸对微藻生长和生化组成的影响少有报道,本文选取了丝氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、谷氨酸和谷氨酰胺5种L-氨基酸进行了研究。高浓度的有机氮素(1.0和3.0gL^-1)抑制蛋白核小球藻的生长,低浓度的有机氮素促进蛋白核小球藻生长(0.05、0.1和0.3gL^-1)。选取0.05gL^-1有机氮源,培养10天,来研究蛋白核小球藻生化组分的变化。理论上来讲氮素充足,对蛋白质合成有利,但是与对照相比,5种有机氮对于蛋白核小球藻生化组成没有显著影响。充足的无机氮素可能阻碍小球藻对于有机氮素的利用,从而造成上述实验结果,低浓度无机氮素下的实验结果来验证这个问题。与正常无机氮培养条件比,低浓度无机氮下培养10天,蛋白核小球藻脂质含量没有显著变化,蛋白质含量降低,抑制率为70.4-79.4%,碳水化合物含量升高,其促进率为253.6-563.5%。结果表明,低浓度无机氮下,有机氮源并不能替代无机氮源的作用,反而有机氮源存在的情况下,蛋白核小球藻碳水化合物含量得到极大提升。关于环境污染物对藻类影响的研究报道主要是关于自养生长的,关于混合营养方面的报道很少。本文选用百草枯作为代表性的污染物在自养和混养营养条件下,对蛋白核小球藻生长和生化特性进行了比较研究。自养和混合营养条件下(葡萄糖4gL/^-1)培养3天,百草枯抑制了蛋白核小球藻的生长,混合营养模式下0.8μM百草枯对蛋白核小球藻生长的抑制作用低于自养模式,1.8μM和3.4μM百草枯,对蛋白核小球藻生长的抑制作用大于自养模式。结果显示,在自养和混合营养模式下,蛋白核小球藻的生长对除草剂百草枯的敏感性是有差别的。自养条件下,与对照比较,百草枯浓度对于蛋白核小球藻脂质含量没有显著影响,降低了蛋白含量,升高了碳水化合物的含量。混养条件下,与对照比较,百草枯升高了油脂含量,升高了蛋白含量,降低了碳水化合物含量。自养和混合营养条件下培养3天,百草枯都抑制了蛋白核小球藻叶绿素的合成、增加了酶活以及降低了基因表达的丰度。0.8-3.4μM百草枯,混合营养模式下叶绿素aa和叶绿素b合成抑制率（43.1-52.4%和54.6-59.7%）高于自养条件下,表明混合营养状态下,百草枯对于叶绿素的合成的影响更显著。0.8-3.4μM百草枯,混合营养模式下rbcL基因表达抑制率（35.7-44.0%）低于自养条件下,1.8-3.4μM百草枯,混合营养模式下chlL基因表达抑制率低于自养条件下,0.8^-1.8μM百草枯,混合营养模式下psbA基因表达抑制率高于自养条件下。不同营养条件对于SOD和POD酶活影响的差异并不显著。结果表明,不同营养条件下,百草枯抑制了蛋白核小球藻的生长,并且自养和混合营养条件对小球藻生化组成、色素合成、抗氧化系统和相关基因表达方面产生了不同影响。蛋白核小球藻作为一种利用价值很高的微藻,不同应用领域对于其营养成分含量要求不同,本研究为混合营养条件下养殖蛋白核小球藻以及利用蛋白核小球藻处理有机质废水获得功能性小球藻产品方面提供理论参考。