本文尝试结合多种组学手段，以接种密度为差异因子，研究小球藻（Chlorellasorokiniana）在不同培养条件下产油相关的代谢水平、磷脂水平及蛋白水平的相应变化，试图以此为依据寻找影响微藻产油的最关键调控因子并为微藻代谢及产油机制提供更全面的信息。本研究通过高通量分析技术GC-TOF-MS与信息分析手段偏最小二乘法（partial least-squares to latent structures，PLS）联用，以微藻产油相关的代谢组变化为切入点，重点分析了不同接种密度下微藻生产脂肪酸甲酯能力与微藻代谢之间的关系。研究结果表明产脂相关的代谢物主要关联氨基酸代谢、脂肪酸代谢及糖代谢等碳代谢网络，这些关键代谢物与脂肪酸甲酯日产量及其十六烷值均成负相关关系，且代谢物水平在最高接种密度体系下达到最低值。由此推测接种密度引起的光源变化导致的光合作用改变，可能是碳相关代谢网络发生显著变化的主要原因。本文运用蛋白质组学与代谢组学相结合的手段，研究了导致代谢差异的蛋白调控变化，结果发现参与光合作用的电子传递链与固碳反应相关蛋白在高接种密度培养体系中表达明显下调，而且通过典型相关分析发现这些光合蛋白的表达与代谢组学中所鉴定的生物标志物的代谢水平有较强的相关性。此外，其他蛋白在稳定期也有78.4%出现了下调。揭示了接种密度能够从蛋白水平影响小球藻光合作用，进而影响其他蛋白的合成与表达，这可能是最高接种密度体系下碳相关代谢水平整体下降的本质原因。而磷脂组学的研究也指出磷脂酰乙醇胺（Phosphatidylethanolamine，PE）和磷脂酰甘油（phosphatidylglycerol，PG）是造成接种密度体系磷脂组差异的关键磷脂分子，可见膜的疏密度和光合作用相关的类囊体膜的流动性在接种密度影响微藻生长代谢的过程中起着重要作用。通过上述多组学分析，发现光调控在不同接种密度培养体系中的小球藻生长及代谢过程起到了决定性作用，为了验证这一推论，比较了不同光强(40-160μmol·m^-2·s^-1)对高接种密度培养体系下的小球藻代谢及产脂能力的影响。发现光强为110μmol·m^-2·s^-1时小球藻脂肪酸甲酯的日产量及饱和度最高，通过多元统计分析发现氨基酸代谢与脂积累负相关，而糖代谢及自由脂肪酸与脂积累正相关。说明光照条件的确可以改善高接种密度下小球藻的代谢状态及产脂能力，光调控是接种密度调控小球藻生长的关键代谢调控机制。