以雨生红球藻Haematococcus pluvialis LUGU为对象,研究了高光照联合缺氮条件下,外源添加褪黑素(Melatonin,MLT)对H.pluvialis生物量、虾青素积累量、油脂含量以及与虾青素、油脂合成相关酶基因表达量的影响。结果显示,缺氮胁迫、联合高光诱导条件下,外源添加10μM MLT,虾青素积累量显著提高,最大虾青素积累量可达32.37 mg/g,是对照组的2.25倍;藻细胞内油脂的含量达到42.84%,为对照组的1.21倍。虾青素合成关键酶基因bkt及油脂合成关键酶基因fad的表达量均出现不同程度的上调。此外,研究了外源MLT对细胞内活性氧(ROS)水平的影响以及相关抗氧化酶的活性变化规律:ROS水平受到抑制,虾青素合成相关的抗氧化酶SOD、CAT和POD活性增强。研究表明,在高光照联合缺氮胁迫条件下,外源添加MLT有利于雨生红球藻积累虾青素,为强化虾青素的生物合成提供了理论依据。