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胞嘧啶DNA甲基化对植物的基因表达、基因组防御以及生长发育等许多细胞基本活动过程具有重要调控作用。已有研究表明环境胁迫经常伴随着植物基因组DNA甲基化水平和模式的改变。本研究采用15%PEG对水稻（品种松前）胁迫处理4天后，随机提取14个处理的水稻松前单株叶片DNA，利用甲基化敏感扩增多态性标记（MSAP）技术筛选出甲基化变异最大的1个单株S0，用甲基化敏感Southern杂交技术和Realtime-PCR技术对S0代及其随机选取的S1代14个单株的DNA甲基化变异和基因表达进行检测，探讨S0代和S1代DNA甲基化变异与基因表达之间的相关性，并进一步对S1和S2代（DNA甲基化变异与基因表达可能具有相关性的S1的后代）生理学特性以及基因表达模式的遗传情况进行研究，获得的主要结果如下：1.干旱胁迫后，亲代（S0）和子代（S1）CG甲基化均未发生明显改变，S0代CHG甲基化模式发生了变异，MSAP结果显示S0代CHG超甲基化的变异范围为0-3.8%，CHG去甲基化的变异范围为0.2-4.2%。2. Southern杂交结果显示：S0代脯氨酸途径基因的甲基化没有发生变化，S1代脯氨酸合成的谷氨酸途径关键基因P5CS在后代（14个单株）全部发生了CHG去甲基化变异，变异率为100%，鸟氨酸途径关键基因δ-OAT在后代中有3个单株发生了去甲基化变异，变异率为21%， P5CDH和P5CR基因的甲基化没有明显变异，变异率为0%；Realtime-PCR结果表明：S1代P5CS基因表达上调率100%，δ-OAT和P5CR基因S1代14个单株中有10个单株的表达发生上调，表达上调率为71.4%，降解途径中的关键基因P5CDH S1表达下调率7.1%，上述结果表明DNA甲基化变异与基因表达之间可能仅在部分基因上存在一定的关联性。3.甲基化变异后代脯氨酸代谢、氮代谢和离子通道相关基因的表达结果显示，所有基因的表达均发生了改变，并且基因的表达模式在后代中变化的方向不同，没有表现整体上调或下调，但是就某一个基因而言，基因在特定器官中的表达具有一定的趋同性。如GS1基因家族中3个基因型在后代的S2-2中表达量均为上调，后代氮代谢部分基因的表达的增强暗示对脯氨酸的累积有协同促进作用，而且均有部分后代能够遗传亲代的这些基因的表达模式。这说明虽然经历再次干旱胁迫，亲代的基因表达模式仍然可以稳定地遗传给后代。4.干旱胁迫6h时，后代叶片中仅有S1代游离脯氨酸含量高于control脯氨酸含量，随着胁迫时间的延长，胁迫4天时，S1和S2-3叶片脯氨酸含量均高于control，S2-3表现出与S1代一致的生理特性，这表明经过干旱胁迫驯化后，后代的抗旱性可能有所增强。5.我们检测了亲代和子代阴离子和阳离子的含量的变化，结果表明经历再次干旱胁迫，后代单株中表现出不同于对照的Na/K离子平衡和对阴离子尤其是H2PO4-离子的吸收，这种改变与本研究中这些离子的基因表达的变化有一定关系，推测这可能是植物受到胁迫后的一种适应性应答反应，但也可能是被动变化。6.在正常和15%PEG胁迫条件下，S2代表型明显不同，S2-3在胁迫前后植株具有相同的高度，而S2-1和S2-2则是正常生长植株高度大于胁迫生长的植株高度，说明S2-3在经历胁迫后生长速率加快，表现出有利于适应胁迫的生长特性。不能排除是由于DNA甲基化变异对基因表达的调控引起亲代一系列的生理代谢的改变，部分后代遗传了亲代适应胁迫的基因表达模式，产生了表型上的差异。以上研究结果表明：干旱胁迫能够诱导脯氨酸代谢关键基因P5CS和δ-OAT的DNA去甲基化变异，同时可以引起这2个基因的表达上调和叶片游离脯氨酸的累积。据此，我们推测干旱胁迫引起的DNA甲基化变异可能与脯氨酸代谢有一定的关联性：即可能是由于脯氨酸合成代谢关键基因发生去甲基化变异而激活了这些基因的表达，从而促进了脯氨酸的合成，进而导致叶片游离脯氨酸的累积。但关于DNA甲基化与脯氨酸合成之间的确切机理有待于进一步深入研究；甲基化变异后代的氮代谢结果表明：氮代谢的某些关键基因GS、GDH表达的上调对脯氨酸的累积可能具有协同促进效应，离子通道因表达和离子含量检测结果表明由于离子通道基因表达的改变导致了甲基化变异后代对离子吸收的改变，因而影响了后代的生理特性，使后代表现出有利于适应胁迫的生长特性。因为已经明确了研究材料的DNA甲基化已经发生了显著变异，所以推测DNA甲基化的变异可能对胁迫后代的基因表达进行调控，进而导致表型上的差异。