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微藻被认为是最有潜力的生产生物柴油的原料。有相当多微藻含油量高但生长速率低，另外还有一些微藻生长快但含油量低，如小球藻等。因此提高那些生长快的微藻的含油量是微藻研究的一个重要方向。氮缺乏等生化手段可以有效提高油脂含量，但却严重影响藻的生物量。通过基因工程方法提高油脂含量在许多植物中已获得了成功，但在微藻油生产领域还没有成功的报道。藻类油脂合成是一个复杂的过程，是由许多酶系共同作用的结果，乙酰辅酶A羧化酶(acetyl-CoA carboxylase，ACCase)和二脂酰甘油酰基转移酶(Diacylglycerol acyltrasnferase，DGAT)是其中关键的两个限速酶，而生物素羧基载体蛋白(Biotin carboxyl carrier protein，BCCP)是ACCase的一个亚基，是ACCase行使功能所必需的。与油脂代谢关系密切的除了结构基因外，转录因子可以通过调控整个一条或几条代谢途径，在更高层次调控油脂合成，如AtLEC1和GmDof4等。本研究用电击法将与油脂合成相关的转录因子基因GmDof4和AtLEC1，以及关键酶基因BnDGA T1和BnBCCP2转入椭圆小球藻中。通过测定小球藻的油含量、脂肪酸组分及含量，研究了外源基因对转基因小球藻油脂含量的影响。结果表明与野生型藻和转空载体对照藻相比，转GmDof4基因的小球藻含油量提高了46.42-57.21％，转AtLEC1基因的小球藻含油量提高了31.28-41.60%，转BnDGAT1基因的小球藻含油量提高了29.03-48.42%，转BnBCCP2基因的小球藻含油量提高了10.25-27.57%，均达到了显著水平。进一步的碳水化合物和可溶性蛋白分析表明，Gm Dof4，AtLEC1和BnDGA T1的表达，使转基因小球藻的这两项指标均显著降低。生长曲线研究表明，上述各种转基因藻株与转空载体的转基因藻株以及野生型藻株相比，其生长速度没有发生明显改变。对转GmDof4基因的藻株、转AtLEC1基因的藻株和对照藻株进行了RNA-seq分析，发现4条与脂肪酸和油脂代谢相关的Contigs都受到了这两个转录因子的显著上调。在转Gm Dof4藻株中，发现有19条在对照藻株不表达或很少表达的与脂肪酸和油脂代谢相关Contigs受到大幅度上调，其中6条与脂肪酸代谢相关的Contigs上调超过100倍以上，在转AtLEC1基因的藻株中，有39条与脂肪酸和油脂代谢相关Contigs受到显著上调，其中有33条显著上调表达的Contigs与油脂代谢相关，上调幅度最大可达13倍。本研究有助于了解藻类油脂积累的相关分子机制，对提高藻类油脂含量的研究具有指导意义。