曲霉属在全球共有上百类不同的霉菌种类，它包含了以黑曲霉、米曲霉为代表的具有经济效益的工业曲霉，还有一类是与侵染性真菌感染相关的烟曲霉、黄曲霉等病原曲霉。由于构巢曲霉和工业真菌、病原真菌有着较近的亲缘关系，另外它作为丝状真菌的模式生物，有其自身独特的优势，可作为研究极性生长和产孢等方面的优良材料。　　以钙离子介导的信号通路(Ca2+ signaling pathway)广泛地参与了真核生物中的各种生理活动过程，包括生长发育、胞吐、细胞骨架的重排、肌肉收缩、趋化性、细胞分裂、分化、程序性细胞死亡等，在酵母中，也发现钙信号系统发挥了重要作用。构巢曲霉虽然与酵母亲缘关系相近，但丝状真菌有其生长所独特的功能，更适用于研究与真菌的侵染力和致病性密切相关的极性生长和产孢的功能基因，本课题就以此为切入点展开深入研究。　　在真菌中存在两大类不同的钙离子吸收系统，即高亲和性钙离子吸收系统(HACS)和低亲和性钙离子吸收系统(LACS)，其中高亲和性钙离子吸收系统由CchA和MidA两个主要组分构成，当胞外钙离子可获得性比较低时，高亲和性钙离子吸收系统就作为主要的钙离子进入通道而发挥作用，反之当胞外钙离子浓度升高后则由低亲和性钙离子吸收系统来行使该功能。本课题通过基因定点敲除技术、乙醇脱氢酶启动子(alcA promoter)替换技术分别构建了敲除菌株和可调控菌株来研究CchA和MidA在构巢曲霉中的功能和特征。在低钙的基础培养基上，当关闭CchA、MidA的表达时，可调控菌株和敲除菌株的表型是完全一致的，它们在基础培养基MMPDR上均表现出明显的产孢缺陷，另外，比较有趣地是，我们发现突变株的产孢缺陷表型与其接种量有一定的关系，接种量越高病态表型越明显，由于突变菌株在菌落上体现出产孢缺陷，为了进一步观察产孢结构的细微差别，我们通过光学显微镜和扫描电镜更清晰直观地展示了突变菌株于野生型在分生孢子梗和分生孢子数量上的差异，但这种产孢缺陷可以通过在胞外添加钙离子和渗透逆境而得到改善;CchA、MidA的缺失不仅会影响菌株的产孢功能，而且也会造成突变菌株的菌丝极性生长丢失，顶端菌丝膨胀突起，再者，突变菌株在菌丝延伸的过程中不时地出现生长拐点和多级分枝，这与野生型菌株在相同的培养调节下的线性生长是有很大区别的;另外，我们还发现突变菌株体现出对细胞壁抑制剂的相对抗性，且细胞壁的主要组分几丁质和葡聚糖的含量均有所增加，该结果也与流式细胞仪上检测到葡聚糖含量增加的情况是一致的。以上现象均表明:CchA、MidA参与了菌丝主轴极性生长、产孢以及细胞壁的完整性等多方面的生理活动并发挥了重要的作用。与此同时，我们还发现CchA、MidA单敲和双敲菌株在以上方面均表现出类似的表型，这也就提示我们CchA和MidA在构巢曲霉中可能是以复合体的形式存在，并共同行使作用，通过酵母双杂交的阳性结果又进一步为该结论提供了强有力的依据。　　接下来，为了对钙信号系统进行深入研究，我们把目标锁定在了其下游蛋白钙调磷酸酶(Calcineurin)，之前研究表明钙调磷酸酶是钙信号通路中的枢纽蛋白，于是我们就对Calcineurin和钙离子通道蛋白CchA在生长发育过程中的相互调节关系展开研究。我们发现在正常的生长状态下，Calcineurin和CchA的双敲菌株加成了各自单敲菌株的缺陷表型，而在应答离子逆境胁时，在Calcineurin单敲菌株的菌丝极性生长没有得到恢复的情况下，Calcineurin与CchA的双敲菌株的极性生长反而得到了明显的恢复，这说明在不受到任何胁迫的刺激下，Calcineurin和CchA不是简单的上下游关系，除了CchA是Calcineurin的上游外，还有在其他平行通路方面有各自独特的功能，但在应答离子渗透逆境胁迫时，Calcineurin和CchA则体现出反向调节的作用。　　综上所述，本课题以构巢曲霉模式生物为研究对象，系统研究了高亲和性钙离子吸收系统及钙调磷酸酶Calcineurin在共同调节曲霉形态建成中的功能，具体描述了高亲和性钙离子吸收系统在真菌极性生长、产孢和细胞壁完整方面所发挥的功能以及钙离子通道CchA和Calcineurin在离子盐逆境等条件下对极性生长的相互调节作用以及相应的作用机理，这不仅为探索钙信号系统的细胞学功能提供理论知识，也可为工业真菌生长状态的改善和代谢产物量的增加提供指导，并为人类相关基因的功能的研究提供借鉴，更重要的是弄清楚真菌形态建成调控网络为有效控制真菌的生长和繁殖可以提供有效的靶点，具有非常重要的意义。