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微重力的生物学效应一直是空间生命科学中非常重要的研究课题，藻类由于自身的优势特点一直受空间生命科学工作者的亲睐。本论文以生保系统中常用的初级生产者——绿藻(Haematococcussp.)和拓殖太空的候选生物——蓝藻(Synechocystissp.)为受试的生命个体，通过地面回转器的模拟实验及太空飞行实验，探究了微重力下微藻的代谢生理，主要结果如下:
固态琼脂上生长的微藻，在光系统Ⅱ活性，叶绿素和蛋白质合成、膜脂过氧化及抗氧化酶系统等方面，对重力变化的敏感性均要高于液态悬浮生长的微藻，而这种差异源于不同基质状态中微藻对微重力的不同感受。该结果为微生物对微重力响应的分子机理研究提供了可行的思路。
在不同重力刺激下，固液基质中微藻的代谢生理响应存在种间差异。但从微重力条件下液态基质中两藻种都有较高光合活性可以看出，悬浮态生长的微藻对模拟微重力的适应性更强，这对CELSS的构建有重要借鉴作用。
回转器模拟微重力对微藻的细胞结构、光合活性、代谢过程、代谢调控都产生了影响:
在结构方面，雨生红球藻细胞变小，形状不规则;集胞藻细胞壁出现一定程度的皱褶、变形。此外，它们的胞质结构变得疏松，类囊体片层有部分缺失、疏松和不平整。
在光合生理方面，它们的光合活性都明显下降了。
在代谢过程上，雨生红球藻在微重力处理早期，叶绿素和蛋白质合成受抑制，大量的蔗糖和海藻糖积累，但果糖和葡萄糖含量下降，最后淀粉、EPS、纤维素及虾青素含量在整个过程中也以下降为主。这说明回转整体上降低了雨生红球藻的糖代谢过程，虾青素也因底物和能量的缺乏下降。而集胞藻在微重力处理早期，叶绿素和蛋白质合成受促进，并且积累较多的葡萄糖和果糖，而糖原含量在整个回转过程都下降，胞外多糖在同期上升。在代谢调控上，集胞藻中调控糖原分解过程的glgp基因表达被明显上调，这为EPS合成提供了较多的前体物质;编码EPS合成蛋白的基因exoD在前期表达被下调，中期上调，后期又下调，而编码EPS转运蛋白的基因epsB的表达除在中期被下调外，前期和后期被上调了，这表明集胞藻EPS的合成和转运分别受到exoD和epsB的调控。因此，集胞藻EPS分泌的整个规律是:微重力处理早期，EPS含量的提高以向胞外转运为主，中期以合成为主，后期又以向胞外转运为主。
钙丢失是地球生命在微重力下非常重要的代谢疾病。本研究发现，外源Ca2+能显著缓解微重力对微藻产生的膜脂过氧化反应，减轻对质膜透性的影响，并提高质膜的Ca2+-ATPase活性。在1g条件下，微藻细胞内代谢产物的合成依赖外源Ca2+，而模拟微重力条件下，微藻细胞对Ca2+的依赖程度降低，甚至添加外源Ca2+会抑制其物质合成。推测微重力条件下微藻对Ca2+的利用率较高，使得极少量的胞内钙就可以完成代谢活动，而添加外源Ca2+会提高胞内游离Ca2+浓度，导致藻细胞在一定程度上受到毒害，为排除多余的Ca2+，藻细胞不得不消耗一定的能量，从而降低了糖代谢产物的合成。
通过在轨静置状态(μg)、在轨离心机对照(模拟1g)、地面静置状态(1g)样品的同步比较，研究了太空飞行状态下集胞藻的细胞结构、生长生理和代谢生理方面的变化。结果发现，太空真实重力虽然通过提高类囊体膜片层间隔，影响其结构，但藻细胞的生长明显被加快了，而且太空微重力本身对集胞藻的恢复生长、光合活性、叶绿素、蔗糖、葡萄糖、EPS、糖原含量等方面都没有造成显著性影响;而少量的辐射条件仍对藻细胞恢复阶段的生理代谢产生了影响。此外，在轨对照下，离心机模拟产生的机械作用力对微藻的结构也会造成影响。