钙是真核生物信号转导中普遍存在的第二信使。植物中各种各样的信号都调节细胞内钙离子的水平,如激素、光、协迫等。关于钙离子介导的信号是如何特异地传递是一个重要的生物学问题,目前研究表明,似乎是不同的刺激引起不同的钙识别物,而钙信号中的传递因子能够识别这些特异的钙识别物,并将这种信号传递到下游从而发挥作用,包括改变蛋白的磷酸化作用和基因的表达模式。钙依赖蛋白激酶(CDPKs)广泛存在于植物体内,目前发现,大多的钙信号传递都与钙依赖蛋白激酶有关。作为钙信号途径中一个传递因子,它参与了包括激素信号转导途径在内的很多传递过程。本工作在前人研究的基础上,对拟南芥的一个钙依赖蛋白激酶基因(AtCPK30)进行了深入的研究。具体研究结果如下:为了便于实验中T-DNA插入突变体的筛选,首先制作了一种简易可行的拟南芥水培装置。这套装置主要由两部分组成:播放种子的塑料管和作为支撑物的不锈钢丝网,盛溶液的容器。实验表明:T-DNA插入突变体在这种水培装置中生长良好,且培养的费用低,易于管理等。由于有钢丝网作支撑,植株能够顺利完成整个生长周期并且结实饱满,种子萌发率高。并采用“双引物法”筛选到了多个T-DNA插入突变体纯合子,为进行下一步实验做好准备。接下来进行了AtCPK30基因的表达模式研究。收集野生型拟南芥根、茎、叶、花、果,通用半定量RT-PCR分析组织表达特异性。结果表明:AtCPK30在植物根中有很高的表达量,而在其它组织表达较低。将生长三周的野生型幼苗分别用植物激素脱落酸(ABA)、吲哚乙酸(IAA)、2,4-二氯苯氧乙苯酸(2,4-D)、赤霉素(GA3)和6-苄氨基嘌呤(BA)处理,然后采用半定量RT-PCR(逆转录PCR)分析AtCPK30基因在幼苗中的转录水平的变化情况。实验发现AtCPK30基因的表达受ABA、IAA、2,4-D、GA3和BA等激素的诱导。又通过基因克隆构建了AtCPK30基因的植物超表达载体。并将此质粒利用基因枪法转入洋葱表皮细胞中,进行瞬时表达实验,了解AtCPK30基因的亚细胞定位情况。结果证明AtCPK30蛋白定位在细胞壁和细胞膜上。同时将超表达载体通过浸花蕾法转入野生型拟南芥中,得到了AtCPK30基因超表达的转基因株系纯合子。测量在同一MS培养基上生长的野生型和转基因植株幼苗主根长,结果表明转基因植株主根在幼苗生长前期比野生型的长,但在第11天时,这种差异不明显。同时发现转基因植株幼苗的根在缺钙的MS培养基上长势较野生型植株好,表明缺钙对转基因幼苗影响较小。以野生型为对照,用植物激素ABA和IAA、GA3、BA处理转基因植株时,结果发现转基因植株幼苗的根对激素更敏感,具体表型为:ABA对转基因植株根的抑制更强烈,IAA和GA3、BA三种激素在低浓度时更能促进转基因植株根的生长。而当野生型和转基因植株生长在含有生长素抑制剂萘丙酸(NPA)的MS培养基上时,NPA对转基因植株侧根的抑制比对野生型弱。综合以上实验结果,AtCPK30蛋白可能作为一个正调节因子参与了植物激素信号途径。