微藻作为极具前景的生物柴油新原料，通过基因工程手段进一步增加其脂质的积累量是当前微藻产油的重要课题。3-磷酸甘油脱氢酶催化糖酵解中产生的二羟丙酮磷酸向3-磷酸甘油转化，本研究通过实现三角褐指藻的3-磷酸甘油脱氢酶基因的转基因表达，尝试对能源微藻进行分子设计育种。首先克隆了3-磷酸甘油脱氢酶基因，与带有氯霉素乙酞转移酶（Chloramphenicol Acetyltransferase，CAT）筛选标记的表达载体pHY18连接，转化至三角褐指藻。对转化藻进行氯霉素抗性筛选，对基因组DNA的PCR来验证其基因整合。通过荧光实时定量PCR和Western blot确认重组的3-磷酸甘油脱氢酶基因在mRNA及蛋白表达水平上均获得了表达。通过尼罗红荧光染色测定中性脂，结果表明脂质相对于对照组是增加的，而气质色谱联用测得脂肪酸组分中的16碳及18碳脂肪酸含量明显上升。转化藻株细胞内的3-磷酸甘油浓度是对照藻株的6.7倍。说明3-磷酸甘油脱氢酶的重组表达（过表达）促进了糖酵解的中间产物二羟丙酮磷酸向3-磷酸甘油催化。本研究结果表明所克隆的3-磷酸甘油脱氢酶基因对藻的甘油合成、脂质含量及脂肪酸成分均有显著影响。结果也提示对三角褐指藻3-磷酸甘油脱氢酶的同工酶需要进行比较研究，确定其它同工酶是否对脂质积累有促进作用。