钙在植物生长和发育过程中起着关键作用,是植物必需的矿质营养元素；钙是人体内重要的第二信使,将外界刺激转化为信号使细胞内产生生理生化反应来感知并且适应外界环境所带来的刺激。钙网蛋白（Calreticulin,CRT）存在于高等植物和动物细胞中,是钙结合蛋白的一种。拟南芥CRT蛋白分为3个亚型,分别为CRT1、CRT2和CRT3。本课题重点研究CRT1。为了研究CRT1基因在植物体内表达的组织特异性,CRT1启动子通过基因合成直接整合到克隆载体pUC57中,进一步亚克隆到植物表达载体pORER1报告基因β-葡萄糖苷酸酶基因（GUS）的上游Xba1和Bam H1酶切位点。通过农杆菌花序侵染和基因抗生素的筛选,得到含有单一T-DNA拟南芥T3代纯合种子,进一步进行基于X-Gluc（5-溴-4-氯-3-吲哚葡聚糖醛酸,5-bromo-4-chloro-3-indolyl-glucronide）底物分解的显色反应。CRT1启动子在拟南芥幼苗叶片中有强活性,尤其在叶脉中；在根中尤其是根尖部位有强活性,这说明CRT1基因在拟南芥体内有强表达。因为CRT1编码的钙网蛋白是一种钙结合蛋白,我们进一步研究了低钙环境对CRT1启动子活性的影响,发现低钙处理在一定程度上抑制CRT1启动子在子叶中的活性,但是对根中的活性影响不显著。为了研究CRT1在拟南芥中的功能,对其对应的两个T-DNA插入突变体进行了纯合鉴定,SALK₁42821（crt1-1）和SALK₀93215（crt1-2）。我们分析了拟南芥野生植物Col-0和crt1突变体在对照和矿质营养缺失培养基上的生长表型,发现crt1突变体在对照培养基上的生长和Col-0没有区别,但是在缺乏钙的培养基上,crt1突变体的鲜重和根长都显著低和短于Col-0,表现低钙敏感表型。在缺乏其它二价阳离子和阴离子的培养基上,crt1突变体和Col-0表型一致。为了探索CRT1是否参与成熟植物的钙营养,我们对水培成熟拟南芥Col-0和crt1突变体进行了钙营养缺失处理,发现两者的生长都被强烈抑制,抑制程度没有明显区别。这说明CRT1基因特异性参与了拟南芥幼苗的钙营养。我们假设CRT1有可能参与了植物幼苗细胞对钙的吸收和积累。我们利用原子吸收对生长在全营养和钙缺失培养基上的拟南芥Col-0 和 crt1突变体内的钙,镁和钾进行了测定,没有发现显著区别。为了探索植物活体细胞对细胞外Ca²⁺的吸收过程,我们在拟南芥Col-0和crtl突变体内表达了Ca²⁺依赖的化学发光蛋白Aequorin（AEQ）,得到Col-0::AEQ和crt-1::AEQ遗传材料。在外加1mM Ca²⁺的条件下,检测细胞质Ca²⁺浓度的动态变化,发现Col-0::AEQ和crt-1::AEQ之间没有显著区别。这证明CRT1不参与植物幼苗的钙积累和吸收。CRT1是否介导植物细胞对Ca²⁺的感应需要进一步研究。