在进入今天的主题前，首先向大家明确几个基本概念。我们知道，能源和碳源作为一切生物生长的基础，所谓的“光合自养”“光能异养”“化能自养”和“化能异养”型生物，它们的差异也主要体现在这几个方面。“光合自养”型生物中的能源和碳源来源分别为光和二氧化碳，与其不同的是，“光合异养”型生物中只以有机化合物而非二氧化碳作为它们的碳源。
“化能自养”型生物中的能量来源是通过无机或有机化合物的氧化作用，其碳源是二氧化碳，而“化能异养”型生物生长所需的能源和碳源均为有机化合物（如葡萄糖）。
微藻是单细胞生物，可以用作生产能源、食品、饲料的原料，在工业领域有着广阔的应用前景。一直以来，藻类被认为像高等植物一样必须通过光合作用（利用光和二氧化碳）才能实现细胞生物质合成，即光自养培养模式。但这种培养模式基本只能“靠天吃饭”，受外界环境条件如温度、光强、日照时间等的限制，细胞浓度较低，一般只能达到0.5-1.5g/L。
实际上，很多微藻可不依赖于光和二氧化碳，它们可以在完全黑暗条件下利用有机物质进行异养生长。
由于这种培养方式摆脱了对光的限制，微藻的生长速率比在光照条件下快得多，优势也是显而易见：微藻异养培养所需的能源及碳源均由有机碳源来提供，首先解决了能源限制问题；由于异养是在密闭的发酵罐中进行，整个培养系统采用蒸汽进行灭菌，从而解决了被其它微生物污染的问题；异养培养过程中的温度、pH、营养物的供应等都能得到较好的控制，细胞浓度可高达到100-200g/L。
微藻异养培养能从根本上解决自养受光照影响的问题，已成为微藻培养的主要发展方向。最近，中国科学院水生生物研究所的研究人员以一株可异养培养的富油栅藻为研究对象，通过有效的发酵过程优化，尤其是精准的葡萄糖浓度控制这一关键技术的突破，实现了该富油栅藻的超高密度培养，最高细胞浓度达到286g/L，比光自养培养提高了100-200倍，解决了微藻大规模工业化应用的问题。