全球面临的能源短缺和环境污染问题日益严重，促使开发和利用可再生、无污染的生物能源成为当前一个紧迫的课题。微藻生物柴油是一种安全、无污染的新型生物能源，具有很大发展潜力；同时，微藻能通过光合作用高效固定CO2，从而可以缓解温室效应，因此微藻已成为各国的研究热点。小球藻是一种单细胞微藻，其胞内的油脂可作为制备生物柴油的原料；另外，小球藻因含丰富的蛋白质、碳水化合物及维生素等生物活性物质，还可被用于食品、饲料、医药和保健品等领域。从自然界筛选获得5株绿藻，通过形态学观察初步确定为小球藻；光照培养10天，比较它们的生物量和生长速度，从中选出生长最快的G3藻株；经18S rDNA分析鉴定G3藻株为普通小球藻(Chlorella vulgaris)；以此株小球藻为研究对象，通过实验选出了最适合其生长和油脂积累的培养基与培养方式；采用响应面分析法进一步优化了培养基中的关键成份；探讨了植物激素和维生素对小球藻生长的影响；研究了碳源、氮源和培养条件对小球藻生长和油脂含量的影响；通过5L发酵罐分批补料两步培养法，首先实现小球藻的高密度培养，然后进行缺氮处理来富集藻细胞内的油脂。结果表明，BG11培养基最适合小球藻的生长和油脂积累；异养培养小球藻的最大比生长速率和胞内油脂含量分别是自养培养的2倍和1.5倍；利用响应面优化后的培养基培养小球藻，其生物量在2天内达到10g/L，比优化前提高了61%；向培养基中添加适量海绿素会显著促进小球藻的生长，本文首次发现了海绿素对藻类生长的促进效应。植物激素及维生素对小球藻的影响：适量的吲哚乙酸(IAA)能促进小球藻生长，培养基中添加0.1mg/L IAA，小球藻的生物量比对照组提高了36%；三十烷醇(TA)抑制小球藻的生长，高浓度的TA甚至会导致藻体的自溶；适量的维生素B1及维生素B12可以促进小球藻生长，而生物素的添加对小球藻的生长没有明显的影响；当培养基中分别添加5mg/L维生素B1和10μg/L维生素B12时，小球藻的生物量分别比对照组提高了39%和32%。碳、氮源和培养条件对小球藻生长和油脂含量的影响：培养基中的初始葡萄糖浓度为12g/L时，最适合小球藻生长，培养2天，葡萄糖利用率达到91%；葡萄糖浓度为24g/L时，最利于小球藻的油脂积累；然而，当葡萄糖浓度大于24g/L时，小球藻对葡萄糖的利用率下降，并且高浓度的葡萄糖抑制了小球藻生长；当尿素浓度为0.53g/L时，小球藻的生物量最大；当培养基中不添加尿素时，小球藻的油脂含量最高；最适合小球藻油脂积累的温度、pH、接种量分别为28℃、7.0和10%。在5L发酵罐内经过四次补料培养后，小球藻的生物量达到了65g/L，然后进行缺氮培养12h，胞内油脂含量由42.8%提高到了63.8%，油脂产量达43g/L，实现了小球藻的高密度和高产油培养，为其用于制备生物柴油奠定了良好的基础。