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DHA（Docosahexaenoic acid, C22∶6，△4，7，10，13，16，19，全称二十二碳六烯酸）是一种重要的ω-3型长链多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acids，PUFAs），是大脑和视网膜组织中细胞膜的组成成分，具有增强视力、促进脑细胞发育及预防高血压、动脉硬化、心血管疾病等生理功效。随着行业发展，DHA的生产方式从传统的鱼油提取转向了微生物发酵生产。裂殖壶菌Schizochytrium sp.是主要的生产菌之一，所产单细胞油脂具有极高的商业价值。 微生物油脂也叫单细胞油脂（single cell oil，SCO），由酰基脂质和不皂化物（如色素和甾醇类）构成一个复杂的油脂体系。酰基脂质主要由中性脂(Neutrallipids，NLs)和极性脂(Polar lipids，PLs)两大类构成，分别作为细胞内的油脂储存形式和膜脂结构组分。不皂化物如角鲨烯和β-胡萝卜素是天然的抗氧化剂，能够保持油的稳定性和营养价值;另一方面，由于不皂化物和不饱和脂肪酸合成具有共同的前体-乙酰CoA，属于竞争关系。因此乙酰CoA的流向决定了总油脂中DHA和不皂化物的含量。以往的研究广泛集中于裂殖壶菌脂肪酸层面，而少有研究着重于裂殖壶菌油脂组分层面的探讨，因此对裂殖壶菌做全面的油脂组分分析尤为重要。本论文将酰基脂类和不皂化物作为两个关注点建立油脂分析平台，加深对单细胞油脂组成和脂类代谢的理解和把握，为微藻产油的研究提供更详尽的基础信息。 本论文首先建立油脂组分分析平台，并探讨了其科学可行的分析流程。单细胞油脂的脂类组成和脂肪酸分布分别由柱层析、薄层色谱和气相色谱分析;皂化后油脂分别通过气相色谱和高效液相色谱来分析角鲨烯和β-胡萝卜素;胆固醇通过比色法来测定，甾醇类物质通过GC-MS分析。本方法中需要4.6 g油脂即可进行分析，其中2 g油脂用于脂类分离;2.5g油脂用于不皂化物提取以及后续β-胡萝卜素、角鲨烯和甾醇类的分析;0.1g油脂用于胆固醇的定量分析，为后续实验分析奠定基础。 其次，本文从单细胞油脂角度出发，综合Schizochytrium sp.HX-308的补料发酵过程和碳源饥饿条件的发酵性能，以获得裂殖壶菌单细胞油脂的积累和动态迁移规律，为高效的DHA生产奠定理论基础。单细胞油脂积累阶段，裂殖壶菌油脂的主要存储形式为甘油三酯形式。极性脂发酵初期比例较大，随后中性脂不断积累，在发酵结束时成为最主要的酰脂成分，但极性脂相比中性脂上更易结合不饱和脂肪酸;发酵过程中角鲨烯含量急速下降，胆固醇含量相应有所上升，β-胡萝卜素含量有所下降;甾醇类中豆甾醇所占比例最高，麦角甾醇最低;麦角甾醇、豆甾醇都呈增长趋势，而β-谷甾醇、羊毛甾醇和环阿甾醇呈现先升后降的趋势。碳源饥饿条件下裂殖壶菌中贮存油脂会被作为碳源和能源被利用，其中中性脂首先被降解，形成极性脂或其他非脂质结构以维持生命活动;饱和脂肪酸较之不饱和脂肪酸被优先降解，脂肪酸被降解后少量碳流流入甲羟戊酸途径，不皂化物含量略有上升;甾醇类中豆甾醇比例仍然为最高，环阿甾醇比例最低。 最后选择不同供氧和不同菌种，来探讨裂殖壶菌的发酵性能和油脂代谢差异，分别获取不同控制条件和不同油脂合成能力下的油脂信息，发现裂殖壶菌脂质代谢差异点，更好的理解脂肪酸合成与甲羟戊酸途径的关系，并在此基础上探讨不皂化物合成的调控方法。本论文中以不同溶氧控制条件为研究对象，发现正常溶氧与低溶氧相比，其最终生物量、总油脂含量和DHA含量均高于低溶氧，但其关键不皂化物总量远远低于低溶氧;以原始和驯化菌株为研究对象，发现驯化菌株其最终生物量、油脂产量和DHA产量均高于原始菌株，但其关键不皂化物总量低于原始菌株，综合二者说明不皂化物和脂肪酸合成的竞争关系。最终选取柠檬酸作为协调脂肪酸合成和甲羟戊酸途径的物质，研究发现添加2 g/L柠檬酸对Schizochytrium sp.HX-308的生长没有影响，但可以缩短发酵周期并有效地促进油脂积累和DHA合成，其生物量、油脂含量、DHA产量和DHA在总脂肪酸中的含量分别为51.5 g/L、44.15％、17.56 g/L和48.87％，比对照组相比分别提高了9.20％、2.43％和4.83％，同时胆固醇、角鲨烯降低了16.89％和58.76％，总不皂化物降低了60.91％，β-胡萝卜素维持在最高水平54.53μg/g。这说明了柠檬酸对脂肪酸合成和不皂化物合成的协调耦合作用，为进一步发酵调控提供了理论依据和指导。