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本文从电转化条件、外源基因导入方法、同源重组序列和MAR序列、启动子、载体构型等方面，系统研究了外源基因导入坛紫菜原生质体的遗传转化体系。在此基础上，将由质体编码的别藻蓝蛋白基因导入到染色体DNA中。同时构建了别藻蓝蛋白共表达载体，建立了原核表达、纯化的工艺技术，并对其体外清除自由基和胃癌细胞SGC-7901生长的作用进行了初步的分析，主要研究结果如下：
1.以野生坛紫菜为材料，利用自制的海螺酶酶解获得原生质体，以CAT作为报告基因，探讨了不同方法将外源基因导入坛紫菜原生质体的可行性。实验结果表明，用电转化法进行外源基因导入时，可选择电压强度为1kV/cm，电转化缓冲液中含0.8mol/L甘露醇，以及原生质体密度在1.2×106～1.6×106cells/mL之间，此时电转化效果最好；电转化法、电转化+聚乙二醇(PEG)法、电转化+脂质体法、PEG法和脂质体法等均可将外源基因导入坛紫菜原生质体并获瞬时表达，其中以电转化+PEG法导入效率最高。
2.构建了以SV40或CaMV35S为启动子、含有坛紫菜18SrDNA同源片段、家蚕MAR序列以及CAT基因的同源重组表达质粒pSV40-MAR-HR-CAT和p35S-MAR-HR-CAT，利用电转化+PEG法将质粒分别导入坛紫菜原生质体。CAT-ELISA检测的结果表明，同源重组序列和MAR序列明显可以提高CAT表达量；导入线性质粒也可提高外源基因在坛紫菜原生质体中的瞬时表达；在坛紫菜原生质体中，两种启动子均可驱动外源基因的表达，但SV40启动子驱动外源基因的表达要比CaMV35S启动子更为有效。
3.通过构建含有坛紫菜别藻蓝蛋白基因(apcAB)和18srDNA同源重组序列及家蚕MAR序列的同源重组表达质粒pSAB，并利用电转化+PEG法将其导入坛紫菜原生质体。对转化的细胞进行氯霉素筛选，并分别从DNA水平、RNA水平和蛋白质水平进行分析和检测。氯霉素筛选的结果表明，转化组的坛紫菜原生质体对氯霉素的抗性明显比对照组的要高，提示CAT基因可以作为坛紫菜遗传转化研究很好的筛选标记基因。PCR、PCR-Souther及基因组的Southernblotting的检测结果显示，利用同源重组序列可以将由质体编码的apcAB基因整合到坛紫菜基因组中。Northern斑点杂交和ELISA及Westernblotting检测的结果表明，家蚕MAR和坛紫菜18srDNA序列可以明显提高外源基因在坛紫菜细胞中的表达。
4.构建了能够同时高效表达坛紫菜别藻蓝蛋白(APC)a和APCβ亚基的共表达载体pTO-T7-apcAB，并将构建好的质粒导入表达型大肠杆菌BL21(DE3)，经IPTG诱导，对表达产物进行Westernblotting和质谱鉴定，并通过柱层析等方法对表达的重组别藻蓝蛋白(rAPC)进行了分离纯化。结果显示：构建的共表达载体能同时表达rAPCα和APCβ亚基，而且分子量大小与预期一致，分别为19.7KD和17.0KD。0.5mmol/L的IPTG在37℃诱导6h时，rAPC表达量达到最大，达菌体总蛋白50％以上。Westernblotting和质谱鉴定的结果表明，表达的融合蛋白确为APC，而且rAPC仍具免疫活性。rAPC包涵体经SKL溶解、透析后再经SephadexG-50凝胶层析和DEAE-SephadexA-50离子交换层析可得到较纯的目的蛋白。
5.纯化了坛紫菜APC和rAPC，通过DPPH·法和MTT法分别检测了不同浓度的上述蛋白体外清除自由基的活性和对胃癌细胞SGC-7901生长的作用。实验结果表明，坛紫菜APC和rAPC在体外均有清除自由基的功能，但APC作用更明显。对体外培养的胃癌细胞SGC-7901作用的实验结果表明，坛紫菜APC和rAPC对该肿瘤细胞株并不起作用，提示APC的抗肿瘤活性可能是通过提高机体免疫机能等作用来实现的。