随着全球经济社会快速发展,以化石燃料为主的传统能源利用排放了大量温室气体,导致全球变暖、海平面上升、环境污染加剧及化石资源枯竭等严重能源环境问题,使得寻找清洁有效的可持续替代能源成为人类发展进程中亟待解决的重大难题。而第三代生物燃料中的能源微藻,由于生长繁殖快速、生存能力强以及土地需求量少,已成为制备生物柴油及相关能源产品的重要原料,有望成为化石燃料的可持续有效替代方案之一。为此,本课题基于目前能源微藻及其生物柴油的研究现状,拟从上游微藻菌株筛选改造出发,重点研究所选基因工程能源微藻的中游培养工艺,旨在通过培养条件调控优化其生物量以及油脂产率,并初步预测分析下游合成生物柴油的品质,以期为能源微藻的商业化提供技术支撑。在实验室前期研究基础上,筛选出较原始菌株生物量提高25.26%和油脂产率提高36.28%的基因工程小球藻作为主要研究对象,在SE(Selenite Enrichment Solution)原始异养培养基的基础上进行响应面优化设计分析,优化后其生物量达1.40±0.02 g/L、油脂产率达32.23±0.24 mg/L/d,较SE原始培养条件分别提高了35.48%和56.43%。为实现低培养成本下的高油脂产出,选用价格低廉且含糖量较高的制糖工业废弃糖蜜替代精制葡萄糖碳源进行可行性研究,经葡萄糖为碳源的SE对照培养基(GC)、废弃糖蜜水解液与SE混合的完全培养基(MHC)、废弃糖蜜水解液与不含氮源的SE混合培养基(MHNL)、废弃糖蜜水解液直接培养基(MHD)和废弃糖蜜直接培养基(MD)下的培养对比,筛选出生物量和油脂产率最高的MHNL异养培养条件作为有效平价替代策略,并在此基础上进一步进行系统响应面优化。在MHNL优化培养条件下其生物量达2.34±0.06g/L;油脂产率达59.34±1.13mg/L/d,较MHNL原始培养条件高出58.98%,较GC对照培养条件高出132.81%,且较此前的SE优化培养条件高出78.60%,为本课题研究中的最优经济化替代方案。