真菌在生态系统中扮演着关键角色，包括分解有机物、与植物根系共生、以及作为植物和动物病原体。这些功能依赖于真菌有效地寻找营养物质、基质和宿主的能力。趋化性是生物体对化学刺激（如营养物质、pH值等）的定向生长或运动反应。这一过程在许多生物体中都存在，并且在真菌中尤为重要，因为它们需要通过菌丝体的生长来适应和响应环境的变化。尽管趋化性在真菌的生态功能和致病性中至关重要，但目前对真菌趋化性，尤其是对营养物质和宿主的趋化性了解有限。已有的研究更多集中在真菌的性和营养融合相关的趋化性，而对营养物质和宿主的趋化性研究相对较少。在探究真菌趋化性时，区分生长增强和真正的趋化性反应具有挑战性。传统的研究方法通常依赖于菌落生长的宏观观察，难以精准评估菌丝体在单细胞水平的趋化性。微流控技术提供了一种新的途径，通过精确控制环境条件，能够在微观水平上观察菌丝体的生长方向和趋化反应。
这篇文章的主要发现围绕着Aspergillus nidulans真菌的菌丝体在不同化学刺激下的趋化行为，揭示了其在营养和pH变化中的定向生长机制。以下是研究的主要发现：
对碳源的正趋化性。菌丝体对葡萄糖表现出正趋化性。在微流控装置中，菌丝体倾向于生长在含有葡萄糖的环境中，这表明其能够识别和朝向可用的碳源进行定向生长。通过观察在含有不同浓度的葡萄糖和甘油层中的生长行为，研究发现高浓度的葡萄糖显著促进了菌丝体的生长和分支。
对氮源的负趋化性。菌丝体对氨和硝酸盐等氮源表现出负趋化性，即菌丝体趋向于避开这些氮源。这表明氮源尽管对生长重要，但在特定条件下会被真菌避免。研究还发现，负趋化性与特定的氨和硝酸盐转运蛋白有关。这些转运蛋白在高浓度氮源下会引发菌丝体避开这些区域。
对酸性pH的趋化性。A. nidulans在酸性pH（例如pH 4）条件下表现出趋化性，表明菌丝体倾向于在较低pH的环境中生长。质子泵PmaA在此过程中起关键作用，而pH适应的主调节因子PacC不参与酸性pH的趋化性。这表明趋化性和适应性生长是通过不同的调控机制实现的。
微观生长控制的机制。菌丝体的生长方向控制发生在顶端，通过微管和极性标记物的定位变化来实现。当生长方向改变时，微管和生长机器（如F-actin和顶体）的位置在生长方向改变之前在顶端发生转移。微管的荧光强度与菌丝体生长方向的变化相关，这可能通过影响极性标记物的定位来控制生长方向。
对有机酸的趋化性。菌丝体对有机酸（如柠檬酸）表现出趋化性，尤其是在低pH条件下。这种反应可能更多地受低pH而非营养物质的影响。
研究建议进一步探索真菌菌丝体对其他营养物质（如磷酸盐和矿物质）的趋化性。对根系分泌物和其他环境化学信号的趋化性研究可能有助于理解真菌在生态系统中的角色，尤其是与植物根系的互惠和内生关系。
