钙离子介导的信号通路是一条广泛存在于真核生物中,并参与多种生命进程调节的信号通路。在酿酒酵母中,至少存在两条钙离子吸收途径,一个称之为高亲和性钙离子通道(HACS),另一个称之为低亲和性钙离子通道(LACS)。相比高亲和性钙离子通道而言,对低亲和性钙离子通道的了解非常有限。目前为止,Fig1是目前发现的唯一的也是真菌中特有的低亲和性钙离子通道。它在酿酒酵母中受到交配信息素的诱导上调表达,当fig1缺失后会导致菌株间不能成功的发生融合。因此,fig1(受交配因子诱导的基因)的名称由此而来。本课题是在丝状真菌构巢曲霉中对酿酒酵母Fig1的同源蛋白FigA的功能进行的研究。曲霉是自然界中广泛分布的一类真菌,丝状真菌的模式生物—构巢曲霉通过复杂的调控机制既可以进行无性生殖也可以进行有性生殖。我们前期的研究报道在低钙环境下,高亲和性钙离子通道的成员CchA/MidA在调节构巢曲霉的产孢,菌丝极性生长,细胞壁成分上发挥了独特的作用。而与HACS相比,LACS的研究不多。因此,本文通过分析胞内钙离子稳态变化、基因表达和蛋白的荧光定位,研究figA是如何在曲霉生长的各个阶段起作用的,尤其是在菌丝的极性生长和无性、有性生长阶段。为了研究figA的功能,我们分别构建了figA基因敲除菌株和条件表达菌株。结果表明,figA基因缺失后会延缓菌丝的生长和极大的减少菌落的产孢量,而提高figA的表达量,菌株的菌丝生长和产孢量可以得到相应的提高。说明fgA在构巢曲霉的菌丝生长和无性产孢阶段都发挥重要作用。更为重要的是,FigA对于曲霉的同宗配合(自交)是必须的,figA基因敲除后会完全阻断曲霉自交闭囊壳的形成。进一步发现在缺失高亲和性钙离子通道成员cchA/midA时,FigA对于构巢曲霉的异宗配合(杂交)也是必须的。而有意思的是,当外源添加钙时可以恢复figA基因缺失引起的菌丝生长缺陷,却依然不能恢复无性和有性发育(自交和杂交)的缺陷。与此同时,在有性生殖的实验过程中发现,出发菌株中常见的营养缺陷型筛选标记,编码核黄素合成基因riboB2缺失时,构巢曲霉自交时不会形成成熟的闭囊壳,以及完全不能形成杂交的闭囊壳。为了研究核黄素在构巢曲霉的生长过程中扮演的作用,于是对构巢曲霉各个阶段所需的核黄素进行了测试。我们发现构巢曲霉在不同的发育阶段需要的核黄素量不同,其中有性生殖阶段需要的浓度最高,为菌丝生长时期的1000倍。通过外源添加高浓度的核黄素可以有效的恢复riboB2缺失菌的自交和杂交的缺陷。因此我们想检测figA基因缺失菌株的自交和杂交缺陷是否由于出发菌株中riboB2缺失造成的。然而通过实验发现外加高浓度的核黄素依然不能使△figA的有性生殖缺陷恢复正常。说明,figA确实在构巢曲霉的有性发育阶段发挥重要作用。此外,定量PCR实验揭示fgA基因缺失后会导致brlA和nsdD的表达量明显降低,而brlA和nsdD分别是作为公认的无性生殖和有性生殖中心调节者。此外,通过对FigA的碳端进行GFP标记,发现FigA都是定位在成熟菌丝的隔膜上,以及产孢结构的泡囊—梗基、梗基—瓶梗的连接处。综上,我们的研究表明在构巢曲霉中FigA蛋白定位在细胞-细胞连接处,在菌丝生长,无性生殖和有性生殖方面都发挥着重要的作用,可能是通过影响钙离子的吸收,细胞间物质运输,调控相关转录因子的表达来实现的。