对于植物体来说,当外界环境的温度高于正常的生长温度时即为热激胁迫。每年由于热以及由热引发的干旱和其他的胁迫使农业遭受巨大的损失。由此,弄清楚植物如何感知外界热信号以及如何提高植物的耐热性成为亟待解决的问题。热激反应是植物应对外界多变环境的重要适应能力之一,有很多信号通路参与到热激反应中。已有报道热激能够引起作为第二信使的细胞内钙离子浓度的快速升高。引起胞内钙离子浓度改变的途径有两条,一是胞外钙库钙离子通过质膜上的钙离子通道进入胞内;另一条途径是胞内钙库释放钙离子进入胞质内。在苔藓植物中质膜上存在响应热激信号的离子通道,在热处理时离子通道打开使胞外钙离子进入胞内。我室毕业的高飞博士的工作表明:在拟南芥中环腺苷酸门控通道（CNGC）参与到了热激反应。CNGC家族的一个亚型（CNGCx-1）突变后,热激后胞内钙离子电流降低,并且其耐热性下降,表明质膜上钙离子通道的缺失造成胞内钙离子无法快速的应答外界的热刺激,而致使其耐热性下降。另外,也有报道热刺激能够激活动物和植物体内磷脂酰肌醇特异的磷脂酶C（PI-PLC）。我室前期工作证明热激能够引起胞内三磷酸肌醇（IP3）含量的迅速上升,并且用PLC特异性抑制剂U73122处理能够抑制热激引起的IP3的升高,外加IP3能够代替热激诱导热激蛋白HSP18.2的表达,用表达水母发光蛋白的拟南芥悬浮细胞观察到热激后胞内钙离子升高,U73122能够部分的抑制这种热激引起的胞内钙离子的升高,进一步表明在热激反应中应对外界热激胞内钙离子升高通过胞外和胞内钙库两种途径,但这些工作均缺乏分子遗传学证据。在本研究中我们用T-DNA插入突变体,从分子遗传学角度为PI-PLC在拟南芥热激信号转导早期反应阶段发挥重要作用提供证据。经过鉴定我们得到拟南芥T-DNA插入突变体（atplc9）并对其耐热性进行观察分析。在正常的生长条件下atplc9与野生型没有表型上的差异,但是在热激处理后atplc9表现出明显的耐热性下降的表型。当在自身启动子的驱动下表达AtPLC9基因,能够恢复突变体耐热性下降的表型。在野生型背景下过表达AtPLC9基因得到的过表达株系,其耐热性明显高于野生型和空载体对照。从突变体,恢复株系,过表达株系的热激处理后的表型观察分析得出AtPLC9基因能够影响拟南芥植株的耐热性。当用pCAMBIA-AtPLC9promoter:GUS转入拟南芥体内,对AtPLC9基因的组织表达进行观察,实验结果显示,AtPLC9基因在7天的小苗、成熟的叶片、茎、花序、萼片、花瓣、花药、柱头、种夹中都有表达。Realtime-PCR检测结果进一步证实了AtPLC9基因在拟南芥植株中是遍在表达的。当用pCAMBIA2300-AtPLC9 promoter:AtPLC9:GFP转入拟南芥体内,对AtPLC9基因的亚细胞定位进行观察,结果显示AtPLC9在膜下表达,而空载体对照在膜下、胞质内、核内都是有表达的。AtPLC9基因在膜下表达这一特性为其发挥磷脂酶的活性提供空间上的可能性。AtPLC9是如何影响拟南芥的耐热性的呢?我们对其影响耐热性的机理进行了探究。PLC酶活性实验表明在没有热激处理条件下肌醇1,4,5三磷酸（IP3）的含量,在野生型,atplc9,恢复株系,过表达株系中含量基本一致;而热激后IP3在atplc9的含量要低于野生型的IP3含量,过表达株系高于野生型,表明AtPLC9基因的缺失影响了热激条件下PLC酶活性的发挥。水母发光蛋白测钙结果显示出在atplc9中热激后胞质内钙离子的浓度低于野生型。膜片钳实验数据显示,质膜上钙离子电流在atplc9和野生型中,无论是在热激后还是正常温度下都没有差别,表明AtPLC9基因的突变没有影响胞外钙离子流入胞内,因此热激后突变体胞内钙离子浓度的降低可能就是由于胞内钙库钙离子在AtPLC9缺失后不能像野生型一样正常释放引起的。热激处理后,热激蛋白18.2和25.3在突变体内的表达低于野生型,而在过表达株系中热激蛋白的积累高于野生型,表明AtPLC9影响了热激条件下热激蛋白的积累,进而影响植株的耐热性。总而言之,本文的研究结果表明AtPLC9基因在拟南芥热激后胞内钙离子升高以及热激信号转导和植株耐热性中发挥着重要的作用。基于上述工作,我们进一步完善了我室在多年工作基础上提出的钙离子-钙调素热激信号转导通路,胞外的热激信号被膜上的未知受体接受后,通过质膜上的钙离子通道使胞外钙离子内流或者胞内钙库释放钙离子,引起胞内钙离子浓度升高,钙离子激活了钙离子结合蛋白钙调素的表达,钙调素通过调节与其结合的蛋白激酶AtCBK3或者磷酸酶AtPP7影响热激因子的磷酸化水平,进而影响热激因子和热激元件的结合,调节热激蛋白的表达,最终影响植株的耐热性。