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细胞内钙(Ca2+)浓度水平的波动将产生细胞内钙信号并且调节不同的细胞过程。在丛枝菌根(AM)形成的相互作用过程中,植物对 Ca2+的应答方面的研究已经较为深入,而 AM真菌在菌根形成中对 Ca2+的表达调控以及功能的研究还知之甚少。通过研究AM共生中与Ca2+相关的菌根真菌基因的表达,对共生形成中的真菌的钙平衡的分子机制进行分析。 首先,与 Ca2+相关的两个菌根真菌摩西球囊霉(G. mosseae)基因,分别编码MAP3K类似蛋白激酶(Gm2)和一个 P-型 ATP酶(Gm152),在紫云英(A. sinicum)根系分泌物的作用下呈上调表达,表明这些蛋白质在共生建立前期起到一定的作用。以G. mosseae萌发的孢子为实验材料, Gm152的全长cDNA序列已获得并推测可能编码P-型ATP酶。而对Ca2+介导的菌根共生的建立过程的详细研究在菌根真菌根内球囊霉(G. intraradices)和蒺藜苜蓿(M. truncatula)的共生体系中开展。选自G. intraradices转录数据库的六个编码膜转运蛋白和一个编码核蛋白激酶的基因在与野生型蒺藜苜蓿(J5)共生时表达增强而在与缺失突变体 dmi3/Mtsym13共生时没有检测到表达。激光微显微解剖实验表明在菌根组织,丛枝和/或在细胞间菌丝中, Ca2+相关的真菌的基因呈现差异上调表达。真菌基因在时间-空间上表达的变化表明,在菌根的共生发育或功能发展过程中,其编码的蛋白质可能具备不同的功能。对共生过程中表达图谱感兴趣的三个基因,分别编码内质网的 P-型 ATP酶,液泡钙离子转运蛋白和核钙调蛋白激酶,获取全长cDNA序列,利用酵母突变体进行功能互补分析,以深入了解在菌根共生中的作用。并对 G. intraradices的钙离子相关蛋白在AM真菌与宿主根共生的相互作用过程中可能发挥的感知细胞内信使和驱动细胞内信号转导的作用进行了讨论分析。