紫菜色素突变是紫菜生活史中发生的特殊生命现象，由于其在紫菜遗传学、生理学以及种质改良等方面具有重要的研究和应用价值，因此近年来成为了藻类学工作者的研究热点，但以往的研究都仅局限于紫菜色素突变体的分离、遗传规律分析、各种光合色素含量和比例的测定以及在良种选育中的应用等方面，没有对色素突变体的形成机制进行过深入探讨。因此本研究以野生型和6种不同色泽的坛紫菜色素突变体为材料，分别从细胞超微结构、主要光合色素含量及色素基因表达差异等方面进行了比较研究。结果表明：1.坛紫菜不同色泽突变体藻体细胞超微结构的主要差异表现在色素体大小、个数及其内部的类囊体结构上，蛋白核以及伸入蛋白核中的类囊体数目、长短及分布方式上在不同色泽藻体中也存在着很大差别；此外在野生色、褐绿色、紫色藻体细胞分布有大量的淀粉粒，但在其他色泽藻体中没有观察到有淀粉粒分布。2.坛紫菜不同色泽突变体藻体光合色素含量依藻体颜色不同而差异显著，在生长发育过程中，藻胆蛋白和叶绿素a含量在藻体生长的初期和盛期要显著高于末期，另外，丝状体中各光合色素的含量与叶状体也协作显著差异；3.坛紫菜7种不同颜色叶状体3个发育时期（初期、盛期、末期）3个部位（基部、中部、尖端）的活体吸收光谱在同一波段下都出现5个吸收峰，差别主要体现在吸收光谱的吸收峰位置发生了细微的移动以及峰值的高低上。4.基因表达差异方面：通过实时荧光定量PCR技术发现不同色泽叶状体和丝状体的坛紫菜色素突变体中，各色素基因表达水平由高到低均为Apcβ>Cpcα>Chl.a>Cpeα，且在叶状体不同生长期Cpeα基因的表达水平最不稳定，会随着生长过程发生显著变化，而Cpcα、Apcβ和Chl.a基因表达水平则相对稳定。此外，对色素突变体和野生型藻体中色素基因表达水平和相应色素蛋白含量的线性相关回归分析结果表明二者间没有相关性，即各色素基因的表达水平与藻体最终显示的颜色无关。