随着人类工业化、城市化进程的快速发展，生态环境污染问题也日益加剧，尤其由矿山开采、有色金属冶炼和电镀等人为活动所产生的重金属污染比较严重，因其具有毒性大、难降解和生物富集性等特点，对人体健康造成严重的威胁。重金属修复技术的发展愈发重要，传统的物理化学修复技术虽取得了一定成效，但大量化学试剂的使用给环境带了二次污染问题，同时存在修复成本较高的缺陷，生物修复技术因其具有绿色经济、环境友好的特点被国内外研究人员所关注。其中小球藻因其生长快、适应性强等优点，同时能够带来油脂、蛋白质和淀粉等高附值产品，在重金属废水修复研究中取得了良好成效，但对中高浓度的重金属废水修复效果较差成为限制其被广泛应用的瓶颈，因此急需提高小球藻对重金属的抗性和修复效果。在此背景下，本论文首先筛选出具有促生能力、重金属抗性强的内生菌，并与小球藻共培养构建了菌-藻共生系统，探究了菌-藻共生系统对单一和复合重金属废水的修复效果和生物质能源的积累状况；通过对内生菌的驯化，提升了菌-藻共生系统的修复能力，从而实现对重金属废水的深度修复和资源化利用。主要研究成果如下：
　　1、通过对6株内生菌生长曲线的描述，确定了其对数期，并对6株内生菌产IAA、ACC脱氨酶和铁载体的促生性能进行对比分析，同时对比分析了6株内生菌对重金属镉的去除效果，结果显示内生菌LE02对浓度为10mg/L、20mg/L和40mg/L的重金属镉去除率分别是69%、49%和34%，明显高于其他菌株，而且LE02也具有优良的促生特性，所以筛选出内生菌LE02为构建菌-藻共生系统的优良菌株。
　　2、首先选用了含有铜、铅、锌、镉的单一重金属废水作为处理对象进行初步的研究，并以小球藻纯培养系统作为对照组，分析和探究了菌-藻共生系统在不同重金属废水中的生长情况、蛋白质含量、以及油脂和淀粉含量。结果表明：4种重金属对小球藻的毒性大小依次为：Cu＞Cd＞Pb＞Zn；与对照组相比，菌-藻共生系统对各组重金属废水的去除率均提高了大约20%左右；其淀粉与油脂含量均是对照组的1.4倍以上。
　　3、由于实际重金属废水成分复杂，故选用含有铜、铅、锌和镉的复合重金属废水作为修复对象，并以小球藻纯培养系统作为对照组，探究和分析了菌-藻共生系统对复合重金属废水的修复效果以及油脂、淀粉的积累情况。结果显示：由于毒性较大导致对照组无法生长，而菌-藻共生系统则表现出较强的适应能力和较好的修复效果，对重金属废水中的镉、铅、锌和铜去除率分别是75%、78%、88%和61%，与对照组比分别提高了29%、24%、21%和17%。并在内生菌优良的促生能力和重金属的胁迫影响下，菌-藻共生系统的油脂和淀粉含量也得到了提高。通过对菌藻共生机理简单探究发现：内生菌LE02的代谢产物和IAA在一定程度上都能够促进小球藻的生长，但与菌藻共培养的促生效果相比存在一定差距。
　　4、通过利用重金属铜对内生菌LE02进行了定向驯化，具有了更强的重金属抗性，使其能够在镉浓度为200mg/L和铜浓度为300mg/L的培养液中生长增殖，并且驯化后的内生菌do-LE02对浓度为50mg/L的铜和镉去除率分别高达36%、39%，对浓度为100mg/L的铜和镉去除率分别22%、22%。驯化后的菌-藻共生系统实现了对重金属废水的深度修复，尤其对重金属铜的去除率高达82%，与未经驯化的菌-藻共生系统相比提高将近20%，其他重金属的去除率也能够提高10%以上，油脂和淀粉的积累量也同样得到了提升。