微藻具有生长周期短、环境适应性强及光合作用效率高等优势,能通过光合作用将CO2转化成糖类、油脂和蛋白质等有机物,其中油脂是炼制生物柴油的理想原料,因而利用微藻高效固定CO2积累油脂是一种兼具碳生物减排及生产可再生能源双赢的有效策略。但目前这一技术工业化应用较为困难,其主要原因是CO2在微藻培养体系中吸收传质效率较低,限制了微藻高效固定CO2和积累油脂。本文以胶球藻（Cocccomyxa subellipoidea,简称C.subellipsoidea）为研究对象,通过在胶球藻培养体系添加二乙醇胺（DEA）提高气液传质系数和CO2传质效率,从而增强胶球藻固碳产油效率,并利用转录组学阐明了DEA强化胶球藻固定CO2和积累油脂的调控机制。主要研究结果如下:1)考察不同DEA作用浓度对胶球藻固碳产油性能影响。结果显示CO2供给浓度为2%时,40 mg·L-1 DEA作用使胶球藻培养体系气液传质系数KLa值提高至0.073 min-1,胶球藻生物量、CO2固定效率、油脂含量、油脂产率均达到最大值为0.97 mg·L-1、225.98 mg·L-1·d-1、64.33%、59.9 mg·L-1·d-1,较无DEA对照提高了1.64、1.64、1.15和1.27倍;DEA作用下,胶球藻细胞中C16-C18脂肪酸占比92%,其中MUFAs占比高于SFAs和PUFAs,是炼制藻基生物柴油的理想原料。2)以2%CO2培养胶球藻细胞为对照组,以2%CO2和40 mg·L-1 DEA培养胶球藻细胞为实验组进行转录分析,结果显示DEA作用下胶球藻细胞共有1944个基因差异表达,其中1145个上调,799个下调;以转录差异基因g65708、g52173、g15759和g27575进行q RT-PCR验证,其表达模式与转录组一致,证实转录组筛选差异基因数据较为可靠。以GO和KEGG对1944个差异表达基因进行注释,GO富集条目2406个,其中细胞组成占比11.35%、分子功能占比32%、生化过程占比56.65%;KEGG富集107个通路,其中72个基因显著富集于细胞过程过氧物酶体通路、345个基因显著富集于遗传信息处理,包括核糖体、真核生物中的核糖体生物、RNA转运等通路;1417个基因显著富集于新陈代谢,显著富集糖酵解、脂肪酸生物合成、丙酮酸代谢、光合固碳、TCA循环等代谢通路途径,证实DEA作用可显著调控胶球藻细胞中心碳代谢和能量代谢通路,为胶球藻油脂合成积累提供能量和前驱物。3)依据DEA作用胶球藻差异表达基因KEGG代谢通路分析,重构了胶球藻的固碳积脂网络。在胶球藻无机碳转运过程中,碳酸酐酶CA催化CO2水合反应,其活性随着培养时间的增加而增强,在胶球藻培养到第7天时实验组和对照组CA活性达到最高分别为150.65 U·L-1和138.93 U·L-1,将更多的外部碳源整合至胞内碳代谢流中,为细胞快速生长提供充足的碳骨架;在卡尔文循环途径中,PGK酶和GAPDH酶的编码基因g39868和g53355表达量较对照组显著上调,其活性增强加速胶球藻碳固定,但是Rubis CO的编码基因g65708无显著变化,通过测定胶球藻Rubis CO酶活,实验组在培养五天之后,Rubis CO活性增强,在第七天达到最高为602.63 U·L-1,推测基因g65708在转录后得到显著表达;糖酵解和TCA循环途径中的关键调控基因g52357、g53369、g29458、g57881显著上调,PEPC酶编码基因g61449表达量下调,其酶活在胶球藻培养期间处于较低水平,糖酵解和TCA循环代谢途径的加强给胶球藻细胞提供更多的能量和中间代谢产物;丙酮酸代谢途径中基因g15759显著表达,PDH酶活较无DEA处理有显著差异,加速了丙酮酸的代谢,合成大量乙酰辅酶A。油脂代谢途径中ACCase酶的编码基因g27575无显著变化,测定胶球藻不同培养时期ACCase酶酶活,在第7天时ACCase活性达到最大值195.93 U·L-1,是无DEA处理细胞中ACCase最大酶活的1.24倍,而且ACAT的编码基因g37141显著下调,说明长链脂肪酸降解减缓,胶球藻后期胞内积累更多油脂。