DNA甲基化修饰作为表观遗传修饰的一种保守、重要的修饰方式,在调节植物生长发育及抗胁迫方面发挥重要作用。但甲基化DNA如何参与这些过程一直没有得到明确的解释。目前认为甲基化CpG结合蛋白（MBD蛋白）识别甲基化DNA是其功能发挥的一种重要途径。经氨基酸序列比对,拟南芥中已鉴定13个MBD蛋白,即AtMBD 1-AtMBD 13。目前AtMBD5/6/7蛋白识别甲基化CpG DNA的能力及具体功能已经取得了一定的进展,其他AtMBD蛋白是否具有识别甲基化DNA的功能,以及如何参与拟南芥的生物学过程一直没有得到具体的阐述。AtMBD4属于拟南芥MBD蛋白家族成员之一,其在拟南芥的各个组织中均普遍表达,但其功能还不清楚。AtMBD4含有一个MBD结构域和一个锌指CW（zf-CW）结构域,目前对其识别底物特异性没有得到明确的验证。因此,在本论文中,我们利用蛋白质表达纯化、荧光偏振实验（Fluorescencepolarization,FP）、酵母双杂交实验、亚细胞定位、双分子荧光实验（Bimolecular fluorescence complementation,BiFC）和体外pull down实验对AtMBD4进行了深入研究。首先,FP结果表明AtMBD4能够很弱的识别DNA,并且此识别能力不依赖于DNA的甲基化修饰;AtMBD4能够优先识别组蛋白H3K4三甲基化修饰,其次是H3K4单甲基化和双甲基化修饰,但对H3K9的甲基化修饰没有识别能力。植物体内存在多种转录调节因子,并且其通过不同组合可以实现转录的复杂调控,因此我们利用AtMBD4作为诱饵蛋白对拟南芥的cDNA库进行筛选以进一步确定其可能的功能互作蛋白。通过酵母文库筛选,我们共得到26个与AtMBD4结合的潜在互作蛋白,其中1 1个与AtMBD4具有强结合。我们挑取4个含有不同DNA识别结构域的潜在互作蛋白（包括NAC25、BHLH79、HMGB3、AGL103）,通过双分子荧光互补、亚细胞定位以及pull down实验分别在体内外验证其相互作用。实验结果表明,除NAC25由于克隆失败未得到亚细胞定位验证外,AtMBD4与其他3个筛选出来的互作蛋白均定位于细胞核中;BiFC实验表明AtMBD4可以分别识别NAC25、BHLH79、HMGB3和AGL103蛋白;通过一系列的蛋白表达纯化,我们最终获得了 NAC25的可溶性蛋白,并且pull down和Western blot免疫印迹实验表明AtMBD4识别NAC25蛋白。在此实验基础上,我们利用含有不同结构域的AtMBD4蛋白片段及已验证的互作蛋白进行了酵母双杂交实验,最终发现同时含有CW和MBD结构域的蛋白片段能够满足AtMBD4识别这些转录调节因子的能力。本论文运用不同的分子生物学方法对AtMBD4蛋白进行了具体研究。综上所述,拟南芥AtMBD4可能通过较弱的识别DNA,组蛋白H3K4三甲基化修饰以及结合其他转录因子蛋白以增强其结合底物的能力,从而达到促进调节复合物的组装参与拟南芥的各种生命过程。