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摘要被子植物的精细胞失去了运动能力，需要借助花粉管将自身运输到胚珠中，实现精卵结合，完成双受精作用。花粉管在植物体内生长过程中，受到来自雌蕊组织和胚珠释放的各种信号的引导作用，如助细胞释放的导向性物质AtLURE1.2，确保花粉管准确进入胚珠。另一方面，Ca2+作为信号物质在花粉管顶端生长和导向调控中发挥关键作用，而质膜Ca2+通道及其介导的Ca2+内流是胞内Ca2+的主要来源和重要调控环节。但是参与花粉管导向的花粉管顶端质膜Ca2+通道的遗传身份，以及其活性调控机理，一直是不清楚的。<br>　　通过本研究，发现AtCNGC18为典型的质膜Ca2+通道，且其两个点突变体cngc18-17(R491Q)和cngc18-22(R578K)出现严重的花粉管生长导向缺陷。序列比对显示，这两个点突变位点在拟南芥CNGC家族中高度保守。进一步的研究表明，除AtCNGC18外，其它在花粉管中表达的五个AtCNGC，包括AtCNGC7，8，9，10和16，都不能回复cngc18-17花粉管导向缺失的表型，说明AtCNGC18在花粉管导向过程中的作用是不可替代的。为了找到AtCNGC18参与导向调控的关键区域，利用区域互换的方式，构建了AtCNGC18和AtCNGC16的嵌合体蛋白。实验结果显示，只有携带AtCNGC18跨膜区的嵌合体蛋白(AtCNGC16-18TM)，才可以回复AtCNGC18的T-DNA插入突变体cngc18-1（+/-）传递率缺陷表型，说明AtCNGC18的跨膜区在花粉管导向调控中发挥重要作用。为了更深入地阐明AtCNGC18在导向过程中的调控机理，利用半体内实验检测了cngc8-17和cngc18-22的花粉管，对助细胞分泌的导向物质AtLURE1.2的响应情况。发现这两个点突变体的花粉管对His-AtLURE1.2的响应与Col-0相比，没有明显差异，说明AtLURE1.2可能不是AtCNGC18的上游调控因子。<br>　　为了进一步研究AtCNGC18参与花粉管导向调控的分子机理，通过筛选酵母文库和芯片数据预测，筛选到了一些AtCNGC18的互作蛋白，并进行了进一步的验证。其中，AtPML1是一个定位于花粉管质膜，且功能未知的小蛋白，其RNAi转基因拟南芥植株具有花粉粒萌发早、花粉管生长快的表型，而其过表达拟南芥植株则表现为花粉粒萌发延迟、花粉管生长速度下降的相反表型。另一方面，利用透射电镜观察，发现AtPML1过表达株系的花粉管细胞壁出现了异常加厚。但是关于AtPML1是否参与花粉管的导向生长，与AtCNGC18的互作机制和遗传关系等问题，还需要进一步的研究。