در طبیعت، اکثر گیاهان در ارتباط با قارچ و یا باکتری های همزیست زندگی می کنند. گسترده ترین نوع همزیستی در همه گونه های گیاهان خشکی زی، میکوریزا آربوسکولار است. ثبت فسیل و تحلیل تبارشناختی نشان می دهد که اولین نشانه مربوط به میکوریزا آربوسکولار به قبل از دوره ی دوونین یعنی حدود 450 میلیون سال پیش بر می گردد (Heckman et al. 2001, Kistner and Parniske 2002, Redecker et al. 2000). میکوریزا آربوسکولار بین قارچ های گلومرومیکوتا و اکثر گیاهان خشکی زی در هر آشیان زیست محیطی رخ می دهد (Wang B. and Qiu 2006) و به نظر می رسد که برای بقاء گیاه در محیط های سخت نظیر بیابان ها و چشمه های گرم ضروریست (Al-Yahya'ei et al. 2011, Bunn et al. 2009). همزیستی با باکاری های ریزوبیال که پس از میکوریزا آربوسکولار تکامل یافته است، بیشتر در گیاهان خانواده حبوبات رخ داده در حالی که میکوریزا آربوسکولار با ریشه اکثر گیاهان می تواند به وجود آید (Kistner and Parniske 2002). این دو شکل از همزیستی، با مجموعه ژن های مشترکی تنظیم می شوند که مسیر SYM عمومی را تعیین می کنند. این ژن ها یک گیرنده کیناز که در غشاء پلاسمایی قرار دارد، اجزاء هدایت پیام به هسته و یک پروتئین کیناز وابسته به کلسیم و کالمودولین را به رمز در می آورند (Oldroyd G. E. et al. 2011, Parniske M. 2008b, Singh and Parniske 2012).

به مجرد آشکار شده هایفوپودیای قارچ میکوریزا آربوسکولار سلول های اپیدرمی یک ساختمان آلودگی که برای آلوده شدن سلول های اپیدرمی ضروریست، تولید می کنند (Genre Andrea et al. 2005, Genre Andrea et al. 2008). در مراحل بعدی میکوریزا آربوسکولار، ساختارهای هایفی بسیار منشعب (آربوسکول ها) توسط قارچ های میکوریزا آربوسکولار برای افزایش سطح تبادل عناصر غذایی به وجود می آید. در همزیستی ریزوبیالی، سلول های تارکشنده یک حلقه تشکیل می دهند که باکتری ها در آن به دام افتاده و از راه طناب آلودگی به سمت پوست ریشه ادامه می یابد(Fournier et al. 2008). سلول های پوستی قبل از اینکه با ریزوبیوم ها تماس برقرار کنند، برای آلودگی کمک پیش نوار آلودگی آماده می شوند (van Brussel et al. 1992). سرانجام، در گره های بالغ، باکتری ها در درون سیتوپلاسم میزبان به باکتروئید تمایز می یابند (Oldroyd G. E. et al. 2011, van Brussel et al. 1992).

آربوسکول ها و باکتروئیدها توسط غشاهایی احاطه می شوند که از میزبان مشتق شده و یک فصل مشترک تخصصی همزیستی برای تبادل مواد غذایی به وجود می آورد (Cox and Sanders 1974, Limpens et al. 2005, Parniske Martin 2008a). در نتیجه این تماس، هنگام تشکیل تشکیل آربوسکول، سطح غشاهای سلول های میزبان (غشاء پلاسمایی و غشاهای اطراف درون همزیست) چند برابر شده (Cox and Sanders 1974) و به حدود 20 برابر غشاهای تولید شده در گره های حاصل از همزیستی ریزوبیوم ها، افزایش می یابد (Verma et al. 1978). به طور مشابه، سیستم غشاء درونی یک توسعه عمومی را متحمل می شوند زیرا مقدار اندامک هایی مانند پلاستیدها، شبکه آندوپلاسمی و میتوکندری ها افزایش می یابد (شکل 1و2) (Fournier et al. 2008, Genre Andrea et al. 2005, Genre Andrea et al. 2008, Lohse et al. 2005). این سازش ها طی انتقال یک سلول پوستی به یک ماشین همزیستی فعال نیازمند تولید مقدار زیادی مواد غشایی جدید در میزبان و پروتئین های غشایی اختصاصی برای برقراری ارتباط همزیستی و تبادل مواد غذایی است.

مادامیکه اجزاء درگیر در شناسایی و هدایت پیام به طور مداوم در حال بیان شدن هستند، ماشین مورد نیاز برای عملکرد درون همزیست ها در نتیجه ی برنامه ریزی مجدد رونویسی سلول میزبان همزیستی، القاء می شود. بسیاری از این ژن ها که ناقلان عناصر غذایی گوناگون را به رمز در می آورند، صرفا در سلول های میزبان همزیستی بیان می شوند و بنابراین نقش ویژه ای در تخصصی بودن همزیستی ایفا می کنند. در مورد میکوریزای آربوسکولار، گیاه عناصر غذایی مانند فسفات، نیتروژن، سولفور، روی و مس که توسط غشاء پری آربوسکولار در سلول های حاوی آربوسکول گرفته می شود، را دریافت نموده (Allen and Shachar-Hill 2009, Clark and Zeto 2000, Karandashov and Bucher 2005, Smith Sally E et al. 2011) در حالی که در همزیستی ریزوبیالی، گیاه صرفا از ریزوبیوم نیتروژن دریافت می کند (Prell and Poole 2006). در مقابل گیاه برای همزیست خود قند فراهم می کند (Prell and Poole 2006, Smith Sally E et al. 2011). همسو با نقش محوری غشاءها در همزیستی، بخش بزرگی از پروتئین های مرتبط با همزیستی در غشاها قرار دارد. اینجا ما نقش های متعدد سیستم های غشایی در درون همزیستی را مورد بحث قرار داده و پیشرفت های جدید در تحلیل پروتئین های غشایی مرتبط با همزیستی و نقش آن ها در پیام رسانی، تطابق درون سلولی و انتقال عناصر غذایی را مرور می کنیم.