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全球能源危机日趋突出，利用微藻固定二氧化碳制备生物柴油受到越来越广泛的关注。在微藻的工业化和规模化培养中，优良的藻种和培养工艺起到了关键的作用。本文以原壳小球藻为出发菌株，利用常压室温等离子体（ARTP）诱变技术和尼罗红快速检测技术，通过微孔板培养筛选，获得突变株CA-1S。该突变株较出发菌株含油量提高12％，其比生长速率高于出发株，并具有很好的稳定性。 通过对在摇瓶中的自养培养发现，当接种量为10％、光强为6000 lux、NaNO3浓度为0.6 g/L时，突变株CA-1S的脂质含量最高，为60％。在5L罐自养研究中，CA-1S平均比生长速度μave为0.0064 h-1。 通过在摇瓶中的异养培养发现，葡萄糖是CA-1S最易利用的底物。在培养基中含有10 g/L葡萄糖和1.5 g/L NaNO3时，CA-1S可获得最大生物量为5g/L，比自养提高5倍，但是含油量最高仅为18％。对5L封闭式光反应器中CA-1S的异养批培养进行动力学分析，得到Xm、Sm、Pm、μm、Qsm和Qpm分别为1.90322 g/L、1.65156e-6 g/L、0.33893g/L、0.10001 h-1、9.06521e-9 h-1和0.06733 h-1。 利用质谱仪在线检测CA-1S自养和异养过程中微量的CO2和O2浓度变化，计算得到自养过程OUR和CER为负值，异养过程OUR和CER为正值，表明OUR和CER可以有效指示小球藻不同的培养模式中的代谢途径，并且可以用于监测其生长过程。