糊粉层是谷物种子中位于种皮和胚乳之间一层或几层终极分化的非分裂组织,它为种子的萌发贮存了大量的阳离子和磷酸盐,在种子吸水膨胀进入萌发时期时,糊粉层受植物激素脱落酸（ABA）和赤霉素（GA）的双重调控,合成和分泌一系列的淀粉酶和水解酶分解自身和胚乳中贮存的营养物质为植物体的生长提供营养,随后进入细胞程序性死亡（PCD）。关于植物中PCD的研究由来已久,GA诱导的糊粉层细胞进入PCD是植物种子正常萌发的必需条件。种子糊粉层的PCD过程是一个涉及多种信号转导的复杂生命历程。表观遗传修饰是在核DNA序列没有改变的情况下,发生的基因功能可逆的,可遗传的改变,在动植物的多种生理生化过程中发挥着重要的作用,DNA甲基化修饰和组蛋白乙酰化修饰是染色质最常见的两种修饰。本论文以玉米糊粉层为研究对象,研究了在萌发时期糊粉细胞rDNA染色质脱浓缩现象以及PCD过程,试图揭示GA调控玉米糊粉层PCD的分子机制。本论文的主要研究内容如下:1.组蛋白乙酰化参与到GA介导的玉米糊粉层45S rDNA的脱浓缩的过程本研究发现,在种子吸水膨胀进入萌发时期时,玉米糊粉层中45S rDNA的表达水平上升同时伴随着rDNA染色质的脱浓缩,而这一现象被植物激素ABA所抑制。我们将未进入萌发时期的玉米种子的糊粉层剥离下来进行离体培养,用GA去处理这些离体培养的糊粉层24 h后发现,GA引起45S rDNA的表达水平的上升,rDNA染色质的脱浓缩,同时伴随着组蛋白乙酰化修饰水平的升高。我们检测了组蛋白去乙酰化酶（HDACs）和组蛋白乙酰转移酶（HATs）活性发现,在GA处理离体糊粉层的0-24 h之中,糊粉层中HDACs和HATs的酶活性均上升,其中HATs的酶活性上升明显,HDACs/HATs酶活比低于无GA处理的对照组,最终导致糊粉细胞中HATs的酶活性相对高于HDACs酶活性。因此我们推测组蛋白乙酰化在GA诱导的糊粉层rDNA脱浓缩过程中发挥了作用。我们用HDACs抑制剂TSA和CUDC-101处理离体培养的糊粉层发现,TSA和CUDC-101的处理导致糊粉细胞中的乙酰化修饰水平上升,同时rDNA染色质出现脱浓缩现象。进一步的染色质免疫共沉淀（Ch IP）实验结果表明,GA可促进rDNA和乙酰化修饰酶相关基因启动子区域的乙酰化水平。综合以上数据我们认为在玉米种子萌发初期,组蛋白乙酰化介导了GA调控的糊粉层45S rDNA染色质脱浓缩。2.DNA甲基化和脂质信号通路参与GA诱导的玉米糊粉层PCD过程最近研究发现表观遗传修饰参与到动植物细胞的PCD过程中,在先前的研究中我们已证明,组蛋白去乙酰化酶是GA诱导的玉米糊粉层进入PCD所必需的。在本研究中我们发现DNA甲基化修饰和脂质代谢参与到GA和HATs抑制剂诱导的玉米糊粉层PCD过程。我们将玉米种子的糊粉层剥离下来进行体外培养,分别用GA和HATs抑制剂处理1-8天（d）,然后提取了5个时间点（1-5 d）对照组,GA和HATs抑制剂处理组的总RNA,进行了一个相对完整的转录组分析。结果显示我们共鉴定出数千个差异表达基因,它们参与了DNA甲基化和脂质代谢通路等多种生物学过程。我们进一步的研究表明,DNA甲基转移酶的抑制可导致全基因组DNA的低甲基化,阻止GA和HATs抑制剂诱导的糊粉层PCD,这表明DNA甲基化在调节糊粉细胞PCD过程中发挥关键作用。此外,GA和HATs抑制剂的处理,可以诱导糊粉细胞中脂氧合酶的表达,促进糊粉细胞中脂质的降解,并伴随着活性氧（ROS）的产生导致糊粉细胞内过氧化氢（H2O2）的积累。另外,甲基化抑制剂可以调节H2O2相关基因的表达,抑制GA和C646诱导的H2O2的产生。结合以上数据以及先前我们对H2O2的研究,我们认为GA增强了糊粉细胞中HDACs的酶活性促进了脂质相关基因的表达导致糊粉细胞中脂质的降解,使糊粉细胞中产生大量的H2O2,而DNA甲基化修饰正向介导了H2O2合成基因的表达,从而导致糊粉细胞中ROS的积累使其进入PCD,因此,DNA甲基化和脂质代谢通路是糊粉层PCD过程中一个高度复杂的中枢信号网络。