近年来,随着全球气候变暖造成的自然灾害日益频繁和恶劣,“碳达峰”和“碳中和”成了全人类共同努力的目标,新兴的和可持续的生物能源受到了广泛的关注。微藻可以利用二氧化碳（CO2）生产生物柴油等第三代可再生能源,其具有繁殖速度快、产油量高和生长环境要求低（可通过废水进行低成本培养）等优点。在其培养过程中,利用盐诱导的渗透压胁迫提高微藻细胞内油脂含量是一种有效的方式。为了探究盐渗透压胁迫下微藻油脂生物合成的调控机制,本论文以蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa为研究对象,开展了盐渗透压力与环磷酸腺苷（cAMP）信号通路及油脂合成关键基因之间相互关系的研究;同时在盐渗透压胁迫条件下研究了植物激素脱落酸（ABA）对蛋白核小球藻胞内油脂合成的影响,并揭示了其调控机制;最后基于ABA缓解盐渗透压胁迫的机制,将蛋白核小球藻应用于高盐榨菜废水的生物处理过程。论文首先开展了盐诱导的渗透压胁迫对蛋白核小球藻生长与油脂合成特性的研究,结果发现盐渗透压胁迫导致了蛋白核小球藻胞内油脂合成关键基因表达量、油脂含量和cAMP水平的上升,在盐渗透压力为453 m Osm/kg条件下油脂含量为38.31%,比对照组（23.45%）增加了63%。随后在盐渗透压胁迫条件（453m Osm/kg）下添加cAMP抑制剂（atropine）,发现cAMP信号通路被抑制,同时小球藻胞内油脂含量（29.65%）与油脂合成相关基因的转录水平均显著下降。结果首次证实了盐渗透压胁迫下,cAMP信号通路参与介导了蛋白核小球藻胞内油脂的生物合成。为了提高蛋白核小球藻在盐渗透压胁迫下的抗逆能力,以进一步增加油脂产率,论文开展了一定渗透压胁迫条件下（453 m Osm/kg）植物激素对蛋白核小球藻生长和油脂合成的调控机制研究。结果表明在453 m Osm/kg+250μmol/L ABA条件下蛋白核小球藻获得最高油脂含量（42.30%）,与对照组相比提高了10.42%;同时胞内茉莉酸（JA）水平、胞内抗氧化物的水平以及生物量浓度也明显升高。为了揭示JA信号通路对胞内油脂合成的调控机理,开展了不同胞内JA水平条件下蛋白核小球藻细胞的生理响应特性研究,发现胞内油脂含量及抗氧化水平随胞内JA水平同步升高或降低。在此基础上,通过转录组学分析,发现在ABA+盐渗透胁迫条件下,油脂合成相关基因（g10025、g8895、g6473、g2851）的表达水平升高,油脂分解代谢相关的基因（g5675、g1137、g7621、g3439、g9586）的表达水平下调;同时与JA合成相关基因（g4994、g577、g6367、g3370）的表达水平升高。此外,与叶绿素合成、淀粉和蔗糖合成、三酰甘油合成以及抗氧化物合成相关的基因表达上调。这些结果表明JA信号通路参与介导了ABA+盐渗透胁迫条件下蛋白核小球藻胞内油脂的生物合成。基于ABA缓解盐渗透压胁迫的作用机制,论文将蛋白核小球藻应用于对高盐榨菜废水的生物处理过程。首先对高盐榨菜废水进行光-芬顿氧化处理,然后在添加适量ABA（300μmol/L）的条件下,利用蛋白核小球藻对预处理后的高盐榨菜废水进行生物处理。经过以上联合处理后,不仅使高盐榨菜废水中化学需氧量（COD）、总磷（TP）、总氮（TN）、盐度和氨氮（NH4+-N）的去除率分别达到99.31%、98.29%、96.23%、78.82%和98.11%,出水达到《污水综合排放标准》（GB18466-2005）三级排放标准,而且利用榨菜废水培养的蛋白核小球藻的生物量产率和油脂产率分别达到了152.65 mg/L/d和56.59 mg/L/d,同时胞内脂质的氧化稳定性和低温流动性得到显著提高。结果表明植物激素缓解渗透胁迫的策略可应用于高盐榨菜废水的生物处理过程,并且可促进微藻细胞的生长和油脂的合成。总之,论文工作首次揭示了cAMP信号通路参与介导了盐渗透压胁迫下蛋白核小球藻胞内油脂生物合成的特性,并阐明了在ABA+盐渗透胁迫条件下,JA信号通路参与介导了蛋白核小球藻的生长和油脂合成的机制,基于该调控机制,将蛋白核小球藻成功地应用于高盐榨菜废水的生物处理过程。