微藻能够以CO2为碳源进行光合作用，同时能转化废水中的有机化合物为生物质。这种将污水资源化再利用和 CO2固定耦合起来生产微藻生物质的方式，有望成为可持续发展的经济生产模式。本论文以一株莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii CC-125）作为研究对象，建立了初级猪粪废水处理耦合碳捕集的微藻培养系统，探讨了在猪粪废水中生长的C.reinhardtii对高浓度CO2的光合生理响应。　　本研究主要内容包括：⑴为了考察C.reinhardtii对 CO2的耐受性，在 TAP培养基中自养培养C.reinhardtii，分别通入体积比（v/v）为5％、10%、15%、20%的CO2空气混合气体以通入空气作为对照组，发现C.reinhardtii能够耐受15%CO2空气混合气体，并能在通入5%-15%CO2空气混合气体的培养基中快速生长，同时向培养液内通入CO2混合气体是生长过程中调节培养基pH的一个有效方式。⑵通入5%、10%、15%的CO2空气混合气体耦合处理初始 COD含量为1000mg/L的初级猪粪废水培养C. reinhardtii。结果表明，C.reinhardtii在通入5%~15%的CO2空气混合气体的猪粪废水中生长良好，与TAP培养基中的培养情况相比，高浓度CO2的通入更加显著地促进了C.reinhardtii在猪粪废水中的生长。通入5%、10%、15%的CO2空气混合气体的实验组的生物量分别是对照组的1.76倍，1.66倍和1.53倍。高浓度CO2气体的通入显著提高了猪粪废水中有机物的去除，其中总磷和氨氮的去除效果尤为明显，去除率分别高达96.3%和94.8%，同时，也有效地提高了总氮的利用效率。⑶采用液相氧电极测定C.reinhardtii在对数期的光合速率和呼吸速率，并测定了叶绿素的含量。比较在TAP培养基中和初级猪粪废水中培养的C.reinhardtii的光合响应，发现通入高浓度CO2后，在猪粪废水中培养的C.reinhardtii的叶绿素含量、光合速率和呼吸速率都显著高于空气对照组，但在 TAP培养基中光合速率和呼吸速率的升高并不明显。以脉冲调制式荧光仪测定C.reinhardtii在对数期的最大光合量子产量(Fv/Fm)，在初级猪粪废水中，高浓度CO2的通入使得C.reinhardtii的Fv/Fm值在生长期间一直稳定在0.67-0.8之间，维持了 C.reinhardtii光合作用的效率，保证了C.reinhardtii的正常生长。⑷为了进一步了解 C.reinhardtii在猪粪废水中如何响应环境 CO2升高，利用荧光定量PCR检测了通入高浓度CO2对C.reinhardtii的CO2浓缩机制(CCM)相关基因CAH1、HLA3、LCIA和RBCL表达的影响。发现与空气对照组相比，猪粪废水中培养的C.reinhardtii在高浓度CO2通入的条件下，CAH1、HLA3和LCIA的表达量明显下调，但编码二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(RubisCO)的RBCL的表达量保持稳定。说明生长在猪粪废水中的C.reinhardtii可以通过改变CCM适应高浓度CO2的条件，并可能在RubisCO的作用下直接固定CO2。但在TAP培养基中通入高浓度CO2后，C.reinhardtii的CAH1、HLA3、LCIA的表达量下调不及猪粪废水中的明显，说明培养基的组分也会影响到C.reinhardtii对高浓度CO2的CCM响应。