人粒细胞—巨噬细胞集落刺激因子(hGM-CSF)是第一个被克隆和利用重组DNA技术生产的造血刺激因子，是一个具有多项潜能的造血生长因子，具有十分重要的临床应用价值，在国际生物技术制药市场上占有重要的位置。目前市场上销售的hGM-CSF多是由大肠杆菌作为宿主生产的，由于其过表达及含内毒素的缺点，人们曾尝试在酵母、哺乳细胞、昆虫细胞、植物细胞中表达hGM-CSF，但或多或少都有一些缺陷。而蓝藻作为新兴的制备基因工程药物的宿主具有遗传背景简单，便于外源基因转化、蛋白酶活性低、培养基低廉、不含内毒素等优点，是制备基因工程药物的很有潜力的宿主。 本文在利用鱼腥藻7120作为宿主成功表达hGM-CSF基因的基础上，对克隆到的hGM-CSF进行修饰，在基因的5’端添加了可以在蓝藻中高效表达的SD序列，并将SD序列与起始密码子ATG之间的距离调整为相差6个碱基，然后将hGM-CSF基因插入到中间载体pRL-439强启动子PpsbA的下游，得到中间表达载体pRL-GMs，进一步插入到穿梭载体pDC-08的相应位点，构建成穿梭表达载体pDC-GMs。利用三亲接合转移法转化鱼腥藻7120，通过相应抗生素筛选并经继代培养后得到含有目的基因的转基因藻GMs藻株。并对转基因藻的最适生长条件进行了优化筛选。同时本文还针对前期所构建的穿梭表达载体系统存在稳定性欠佳，质粒易丢失的特点，所以又克隆了鱼腥藻7120中编码谷氨酰胺合成酶(GS)的glnA基因，将其作为整合平台，插入到pRL-721中的hGM-CSF基因和强启动子PpsbA的上游，构建成了整合载体pRG-GM。为提高hGM-CSF基因在鱼腥藻7120中的表达效率和提高外源基因在鱼腥藻7120中的稳定性提供了资料。 本论文的主要内容及结果如下：1.克隆hGM-CSF基因，在5’端添加SD序列，并调整SD序列与ATG间距离，然后将其插入强启动子PpsbA的下游，克隆到穿梭载体pDC-08的相应位点，构建成穿梭表达载体pDC-GMs，然后利用三亲接合转移转化鱼腥藻7120，通过相应抗生素筛选并经继代培养后得到含有目的基因的转基因藻GMs藻株；转基因藻DNA水平检测，表明hGM-CSF已经转入GMs藻株中；WesternBlot分析表明，在转基因藻中表达了具有免疫活性的hGM-CSF。 2.通过对转基因藻的最适生长条件测定发现，转基因藻株的最适生长温度为30℃，最适pH值为9.5～10.5，在调整了环境因子的基本培养基中，GMs藻株与野生藻的细胞密度和叶绿素含量并无显著差异，建议使用BG-Ⅱ(-N)培养基。 3.光合放氧测定结果显示，在添加10mmol/L的NaHCO3后，相对于野生藻，GMs藻株的净光合速率提高了32.3﹪，而真实光合速率上调了30.2﹪，光补偿点下降了7个光强单位，光饱和点上调了约51个光强单位。 4.在研究添加外源碳源对转基因藻生长的影响后发现，转基因藻与野生藻相比具有更强的利用无机碳源(NaHCO3)和有机碳源(葡萄糖)的能力，最适添加NaHCO3浓度为15mmol/L，最适添加葡萄糖浓度为1.5﹪。与添加NaHCO3相比，葡萄糖对藻细胞的促进作用更加明显。这有利于实现微藻的高密度培养，也有利于以后的产业化大规模培养。 5.克隆了鱼腥藻7120中编码谷氨酰胺合成酶(GS)的glnA基因作为整合平台，将其插入到pRL-721中的hGM-CSF基因和强启动子PpsbA的上游，构建成了整合载体pRG-GM。 以上结果说明，我们选取鱼腥藻7120作为宿主系统，成功表达了具有免疫活性的外源hGM-CSF。并且外源基因的转入没有影响宿主的生长，反而提高了对光能的利用率，有利于我们后期的大规模培养。