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、细胞分裂、分化、程序性细胞死亡等等。胞质内钙离子浓度的微小变化即可激活Ca2+感受蛋白,如钙调素和钙调磷酸酶,进而开启下游的一系列的信号转导通路。本课题组之前的研究表明,在构巢曲霉中,质膜上的高亲和的Ca2+通道蛋白CchA和钙离子信号通路的核心调节者Calcineurin,在调节构巢曲霉极性生长和形态建成方面起着至关重要的作用,然而关于二者在应对各种胁迫时的相互调节关系的认识还很有限。另外,构巢曲霉中Calcineurin的催化亚基CnaA以及调节亚基CnaB在应对各种胁迫时的功能目前还没有具体的报道。在本文中,通过遗传学及分子生物学方法我们进一步发现:在正常生长状态下,Calcineurin和CchA的双敲菌株加成了各自单敲菌株的极性缺陷表型,且钙调素的定位出现异常。而在应答盐逆境胁迫时,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,且CaM的定位恢复正常。以上结果说明盐逆境下,Calcineurin和CchA在菌丝极性生长方面表现出反馈调节的作用,菌丝极性的恢复与钙调素密切相关。此外,外加NaCl和钙离子螯合剂EGTA同样可以恢复Calcineurin敲除菌的极性生长。同时,我们发现Calcineurin与CchA双敲菌株和Calcineurin敲除菌相比,yvc(囊泡中外排钙离子的钙泵)基因表达量略下调,而vcx(囊泡中内进钙离子的钙泵)的基因表达量则明显升高,这说明盐逆境下,胞质内的Ca2+平衡可能在Calcineurin与CchA的双敲菌株的极性生长恢复方面起着非常重要的作用。另外,Calcineurin与CchA的双敲菌株中,enaA(受NaCl盐逆境刺激时诱导高表达的钠泵)基因和hogA(盐逆境响应基因)的表达量也明显升高,说明盐逆境下,Calcineurin与CchA的双敲菌株中的盐逆境应激反应体系能被激活,从而降低了对盐逆境敏感性。另外,Calcineurin敲除菌对外钙离子极为敏感,菌丝内部出现空泡甚至发生原生质体喷出的现象。相比而言,Calcineurin与CchA双缺菌株在15mM的Ca2+环境下,菌丝生长有所恢复,菌丝只是呈现鼓状突起,并没有出现原生质体喷出,空泡这种严重的敏感表型,说明在应对钙离子敏感性方面,CchA功能蛋白的缺失可以降低Calcineurin敲除菌株对外钙离子的高度敏感性,即CchA和Calcineurin在外钙敏感方面存在相互的反馈抑制作用。我们还发现在应对细胞壁胁迫时,Calcineurin敲除菌株对Congo Red和CFW极为敏感,相比较而言,Calcineurin与CchA的双敲菌株的敏感性略有下降,但不明显。以上结果说明,CchA功能蛋白的缺失并不能弥补Calcineurin缺失菌对细胞壁破坏试剂的高度敏感性,即Calcineurin和CchA在应对细胞壁胁迫时并不存在相互的反馈调节的作用。综上,构巢曲霉中Calcineurin与CchA在各种逆境响应中的反馈调节作用存在条件依赖性,即在盐逆境和钙敏感方面存在反馈调节作用,而在应对细胞壁胁迫时并不存在相互的反馈调节的作用。并且,构巢曲霉中Calcineurin的催化亚基CnaA以及调节亚基CnaB在应对各种胁迫时起着同等重要的作用。