随着传统化石能源的日益枯竭,以及对环境不友好等弊端,人们一直亟待寻求利于可持续发展的替代能源。由于微藻生产生物柴油具有极大的优势,逐渐引起国内外关注。而传统筛选富油微藻的成本过高且收效甚慢,但是利用微藻便于基因工程改造的特点,就可以更快的获得目标藻株。可是目前对微藻细胞中合成油脂的代谢途径及其相关途径的调控机制尚不全面了解,所以为了更进一步了解其中的代谢机制,本文以小球藻作为研究对象,该藻能以葡萄糖为有机碳源进行快速生长而且在氮饥饿条件下能够明显增加油脂含量。本文将小球藻在不同氮浓度条件下进行培养,从中选出与氮充足条件(100%氮浓度)下小球藻的生长状态和油脂积累情况区别都比较大的氮浓度条件(10%氮浓度),发现氮饥饿条件下的小球藻油脂含量可达细胞干重的(31.41±1.02)%,而氮充足条件的油脂含量为细胞干重的(14.71±1.44)%。此外,油脂的脂肪酸组成成分也发生变化,饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸的比例上升。与此同时,氮饥饿条件下细胞中的淀粉含量为(510.01±14.04)mg/L,而氮充足条件下的淀粉含量仅为(162.32±10.12)mg/L。但是由于氮饥饿条件下的营养不足,导致藻细胞在生长过程的生物量和叶绿素含量降低,光合作用减弱。本文之后将原本生长在氮饥饿和氮充足培养条件下的小球藻进行培养条件的互换,获得对氮饥饿条件有不同响应程度的四种生长状态藻株,并对其进行转录组水平测序及分析。本文分别重建了该小球藻中三酰甘油和淀粉的合成途径以及相关的碳源来源途径,发现在氮饥饿条件下,该小球藻中有关三酰甘油合成的关键酶的表达量会上调,而淀粉合成途径的有关酶开始出现下调趋势,但是淀粉水解方向的酶开始出现上调,同时脂肪酸合成途径的多数关键酶都呈现下调,说明该小球藻在氮饥饿并且兼养条件下,细胞中三酰甘油的合成可能更多依赖于淀粉来作为合成碳源而不是选择从头合成途径。综上本研究中通过对小球藻转录组的分析,重建了油脂代谢合成途径并分析其中具有关键作用的酶,对丰富微藻中油脂代谢合成相关途径的基因表达分析以及基因工程在微藻生产生物柴油中的进一步应用具有重要的意义。