钙在地壳物质含量中排第五,植物从土壤中吸收重量最多的是钙。细胞外Ca²⁺在毫摩尔级范围内,维持细胞壁和质膜的坚韧度。细胞质中的Ca²⁺在微摩尔级范围,在植物细胞中是最重要的第二信使,使植物感受不同环境和内部刺激,并增加相应的生理响应。本研究经过对采购的2200种拟南芥膜蛋白相关的基因缺失型突变体种子,进行了三次不同Ca²⁺浓度梯度的表型分析,最终选择At SEC61-β基因缺失突变体atsec61为实验材料继续深入研究。为了研究At SEC61-β基因对钙依赖性生理特征的作用,首先对At SEC61-β基因缺失突变体atsec61进行了表型分析,发现该突变体在低钙环境下相比于野生型Col-0,出现了叶片颜色变黄,叶边缘卷曲,植株矮小的生长特征。而在植物必需的其他二价阳离子Fe²⁺、Zn²⁺、Mg²⁺,以及K⁺、NO₃^-、PO₄^3-的表型分析,发现只有在高Mg²⁺条件下突变体与野生型Col-0相比存在生长差异。在移苗实验中,在10μM Ca²⁺、15 m M Mg²⁺培养基上仍出现生长受抑制表型。当检测突变体atsec61以及Col-0体内的总Ca、Mg含量,发现植物在CK和低Mg²⁺条件下体内Ca含量积累极显著高于低Ca²⁺、高Mg²⁺条件下的积累,而Mg积累相反。将At SEC61-β基因完整插入到At SEC61-β基因缺失突变体atsec61之后,发现其低钙表型恢复到野生型Col-0。为了研究At SEC61-β蛋白亚细胞定位,利用带有At SEC61-β-GFP的重组农杆菌注射烟草叶表皮细胞进行瞬时表达,发现At SEC61-β所编码的蛋白定位于质网上。为了探究At SEC61-β基因启动子活性,利用含At SEC61-β基因启动子驱动β葡萄糖醛酸酶（GUS）基因的转基因植株进行GUS酶活染色,发现At SEC61-β基因的启动子在拟南芥幼嫩的叶片、花苞、豆荚以及根系中能够有效驱动GUS基因的表达。我们得到结论如下:1)At SEC61-β基因确实在钙依赖性生长表型中起重要作用。2)At SEC61-β基因参与植物体内Ca²⁺的积累。3)At SEC61-β基因编码的蛋白定位在内质网上。4)At SEC61-β基因启动子在幼嫩的叶片、花苞、豆荚以及根系中表现出很强的活性。这一研究有利于推进At SEC61-β基因钙相关机理的研究。