二十碳五烯酸（Eicosapentaenoic acid,EPA）,是一种对人体极为重要的ω3-多不饱和脂肪酸（PUFAs）,在心血管疾病的防治和抗炎抗癌等方面具有重要的生理功能。EPA主要来源于深海鱼油,但由于海洋资源枯竭和环境污染等因素的影响,鱼油产量大大降低,无法满足日益增长的EPA市场需求。目前EPA的主要微生物来源为光能自养型微藻,培养条件复杂,生物量和油脂产量均较低。裂殖壶菌（Scizochytrium sp.）是一种海洋异养型微藻,生长速度快,油脂产量高,富含DHA,裂殖壶菌可作为EPA生产的潜力菌株。本研究以裂殖壶菌Scizochytrium sp.ATCC 20888为出发菌株,探究不同发酵条件下裂殖壶菌的生长及EPA积累情况,建立了高产EPA的发酵工艺并实现了中试放大试验,利用转录组学分析方法对裂殖壶菌脂肪酸合成相关途径进行了分析,研究了裂殖壶菌产EPA的代谢调控机制,为攻克EPA发酵技术瓶颈和工业化生产提供了理论基础。具体研究内容和结果如下:（1）裂殖壶菌产EPA的条件研究:在摇瓶水平优化了裂殖壶菌发酵产EPA的培养基和培养条件。确定了葡萄糖、酵母浸粉和谷氨酸钠为裂殖壶菌产EPA的最佳碳氮源,最佳碳氮比为11:1。培养温度为34℃时EPA含量达到最高为4.67%,阶段控温策略（28℃→34℃）培养时,EPA产量相对恒温28℃培养增加109.09%。溶氧对菌体生长和EPA积累有显著影响,在180 rpm条件培养下EPA产量最高,达到0.28 g/L。（2）裂殖壶菌产EPA代谢机制研究:恒温28℃和阶段控温（28℃→34℃）两种发酵工艺培养下,脂肪酸的组成变化呈现出一定的规律性,根据脂肪酸变化推测EPA和DHA的代谢途径可能存在差异,温度的胁迫促进饱和脂肪酸向EPA等多不饱和脂肪酸的转化,通过转录组学分析技术对裂殖壶菌脂肪酸合成密切相关的差异基因进行分析,推测阶段控温（28℃→34℃）条件发酵时,饱和脂肪酸在充足的脂肪酸合成前体Acetyl-Co A、NADPH环境下,经FAS途径催化转化成EPA和DHA。（3）中试放大工艺的研究:在5 L发酵罐优化了裂殖壶菌产EPA发酵条件,对变温时间、p H和溶氧三个培养条件进行了优化,建立了最优发酵工艺:在发酵起始阶段控制温度为28℃（0 h-24 h）,裂殖壶菌迅速增殖,在对数生长期中期（24 h）,即油脂积累阶段的起始阶段,升高发酵温度至34℃,整个发酵过程中控制溶氧为2%。在最佳发酵工艺条件下,发酵至96 h时EPA产量最高,达到1.15 g/L,此时生物量、油脂产量和EPA含量分别为56.60 g/L、9.62 g/L和12.50%。在500 L发酵罐对最佳发酵工艺进行了验证,生物量和油脂产量在84h时达到最高,分别为72.69 g/L和25.88 g/L,相比放大前增加了27.36%和146.48%,EPA产量在96 h达到最大值1.91 g/L,相比放大前增加了80.19%。