本试验中小麦（Triticum aestivum）品种洛夫林10和叶锈菌（Pucciniarecondita f. sp. tritici）生理小种165和260分别组成亲和与不亲和组合,在不亲和组合中小麦叶片发生过敏性反应是小麦抵抗叶锈菌侵染的重要因素。首先利用药物学试验,采用活体注射法给小麦叶片分别预注射不同浓度的Ca²⁺螯合剂（EGTA）和Ca²⁺通道抑制剂（LaCl₃和Verapamil）后分别接种叶锈菌小种260和165,以及只注射Ca²⁺载体（A23187）而不接种,观察上述药物对寄主细胞过敏性反应（HR）的影响。试验结果表明,螯合掉胞外钙离子或抑制质膜钙通道后均导致寄主叶片发生HR的面积明显减少,并且随着注射药物浓度的增高,寄主细胞发生HR的面积逐渐减小;而在只注射Ca²⁺载体（A23187）而不接种的试验中,寄主细胞也发生HR,且HR面积随A23187浓度增加而有所增加,但并不成正比。据此提出,胞内Ca²⁺在小麦抵抗叶锈菌侵染的信号传导途径中可能发挥重要作用。 本试验又进一步以完整的小麦植株为对象,采用焦锑酸钾沉淀法,结合透射电镜技术,对不同叶锈菌生理小种侵染同一品种小麦叶片后的不同时间点钙离子分布进行了亚细胞定位,直观再现了叶锈菌侵染后不同阶段发生过敏性反应细胞中钙离子的分布变化情况;同时比较观察了不同亲和组合中小麦受叶锈菌侵染后不同时间点叶肉细胞的超微结构变化特点。主要实验结果如下: 1.在未接种的小麦叶肉细胞中,细胞间隙中焦锑磷酸钙沉淀颗粒较多,形成中间疏松的无规则密闭体;而液泡内焦锑磷酸钙沉淀颗粒细小,并均匀分布。这种钙离子分布在不同取材时间保持相同的趋势。说明在没有任何刺激的情况下,胞内自由钙离子保持较稳定水平。细胞核近似圆形,核质分布均匀,叶绿体分布于细胞边缘,基粒排列整齐,线粒体由双层膜包被,内膜向内折叠形成许多嵴。 2.在不亲和组合中,小麦与叶锈菌互作的早期（接种后4—12h）,观察到大量钙离子由胞间隙涌入胞质中的现象,细胞质中钙沉淀颗粒有所增加,在接种后12h部分叶绿体发生移位,略显膨胀,细胞核稍显变形;在接种后24—48h,在叶绿体、细胞核及质膜附近观察到有钙沉淀颗粒分布,而胞质中钙沉淀颗粒减少;随互作时间延长（接种后72h）,在初侵染菌丝接触的发生HR的寄主细胞中积累了大量的Ca²⁺沉淀,解体的叶绿体和细胞核周围均有Ca²⁺沉淀颗粒分布,线粒体逐渐空虚;到互作后期（接种后96-144h）,钙离子又在胞间隙中大量分布,期间发生过敏性反应细胞的质膜在细胞完全解体之前看似保持完整,细胞内存在大量的颜色较深的解体组分,直至细胞完全消失,细胞间隙增大。 3.在亲和组合中,胞质钙离子浓度的增加时间（在接种后12h）要晚于不亲和组合,钙沉淀颗粒的大小及数量都远远小于或少于不亲和组合,到了互作后期阶段,细胞壁和膜上仍然有少量的钙离子颗粒分布。细胞结构变化的发生时间比不亲和组合也晚且有明显差异,接种后48h细胞核稍有变化,到144h才趋于解体;叶绿体虽然严重变形,但在我们观察的时间范围内始终存在大量淀粉粒;线粒体在120h之后内