前期研究表明,表观遗传调控可能参与小麦返白系的白化过程。本文首先深入分析数字表达谱及基因芯片结果,并利用Real time PCR分析表观遗传相关基因的表达模式;分别使用组蛋白去乙酰化酶抑制剂曲古抑菌素(TSA)和DNA甲基化抑制剂5-氮杂胞嘧啶(5-aza)在不同温度条件下处理小麦返白系,观察其表型变化;用Western blot检测小麦返白系组蛋白乙酰化水平,揭示出返白系的白化现象与组蛋白乙酰化、DNA甲基化的相关性。主要得到以下结果:(1)DNA甲基化参与调控小麦返白系的白化过程。低温条件下,返白系与亲本材料矮变1号的TaDRM2基因表达上调,且返白系上调幅度大于矮变1号;而TaMET1、TaCMT下调表达,返白系下调幅度大于矮变1号,其中TaCMT差异更为显著。田间返白系绿株的基因表达模式与矮变1号类似。50μmol/L 5-azaC处理能够显著促进低温诱(2)组蛋白乙酰化参与调控小麦返白系的白化现象。与矮变1号相比,低温能够促进返白系中组蛋白乙酰化酶HAT1、HAT2和组蛋白去乙酰化酶HDAC2、HDAC3、HDAC4、HDAC6表达量上调,其中HDAC3在两个材料间的表达差异最为显著。田间绿株的基因表达模式与矮变1号类似。组蛋白乙酰化修饰调节低温响应基因及叶绿素合成基因的表达模式。(3)用TSA与低温共处理小麦,低于200nmol/L的TSA会促进小麦返白系的白化,当TSA浓度较高(400nmol/L)时,抑制返白系的白化,不同浓度TSA处理,对矮变1号的叶色变化均无影响。结果说明,返白系中组蛋白乙酰化水平升高,可延缓返白系的白化。Western Blot检测到低温处理的返白系较矮变1号组蛋白乙酰化水平降低;温度恢复至室温,返白系和矮变1号的组蛋白乙酰化水平没有差异。据此推测,返白系的组蛋白乙酰化水平低于矮变1号,导致有关基因表达受到抑制,致使两者存在叶色差异。(4)Sin3是与组蛋白去乙酰化酶结合的共抑制因子,形成Sin3/HDAC6复合体,本文克隆到返白系中的Sin3基因,命名为TaSin3,其在返白系中表达模式与HDAC3相似。克隆测序表明,HADC3与拟南芥的HDAC6同源性达75%。构建了用于酵母双杂的载体,为进一步研究Sin3的功能奠定了基础。