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组蛋白修饰酶,包括组蛋白去乙酰化酶(Histone deacetylases,HDACs),组蛋白甲基转移酶(Histone methyltransferases,HMTs),以及组蛋白去甲基化酶(Histonedemethylase,HDMs)等,在动植物发育过程中发挥着重要的作用。然而在单子叶植物模式物种水稻中,对这些修饰酶的功能研究还相对较少。本课题针对组蛋白去乙酰化酶基因OsSRT1和组蛋白去甲基化酶基因JMJ706在水稻发育中的功能进行了深入的研究。OsSRT1属于Sirtuin类组蛋白去乙酰化酶,Western杂交检测该基因超量表达植株和RNAi植株的组蛋白修饰情况,发现组蛋白H3K9位点乙酰化修饰程度在RNAi植株中升高,而在超表达植株中则降低,证明此基因是一个组蛋白H3K9位点的去乙酰化酶,并且相关结果显示,此基因与H3K9位点的二甲基化修饰程度密切相关。进而通过自制OsSRT1抗体进行染色质免疫沉淀,利用高通量测序以寻找OsSRT1基因的靶位点。组蛋白去甲基化酶基因包括两个亚家族,LSD1和JMJ家族基因,进化树分析发现植物JMJ家族成员和动物相比,既存在进化的保守性,又有一定的差异。水稻JMJD2亚家族成员JMJ706为定位在异染色质区域的核蛋白,其突变后引起水稻花器官发育异常并导致H3K9me2及me3甲基化修饰程度积累。JMJ706全长cDNA互补转化其突变体jmj6后,转基因植株花发育异常的表型得以恢复;amiRNA抑制野生型JMJ706基因后,可产生类似jmj6的表型。RT-PCR检测结果显示,jmj6中OsMADS8基因的表达升高,OsMADS47和DH1基因的表达降低。染色质免疫沉淀结果显示,jmj6中OsMADS47和DDH1基因的启动子和编码区域的组蛋白H3K9me2和H3K9me3修饰程度积累。全基因组芯片结果显示,突变体与野生型相比:①苗期表达存在差异的基因相对较少;②3期幼穗中145个基因上升表达,97个基因下降表达;③表达存在差异的基因附近富集转座子、反转录转座子、重复序列、以及smRNA等可导致异染色质化的结构元件。分析突变体中表达量明显升高的基因Os03g02470的DNA甲基化情况,发现CG及CHG类DNA甲基化修饰程度降低。同时对野生型和突变体分别构建了两个不同发育时期的Small RNA文库,待进一步高通量测序。通过amiRNA技术分别敲除jmj6中组蛋白甲基转移酶SUVH亚家族的4个基因,发现转基因T0代部分转化植株中这4个基因的表达量明显下降,且穗的突变表型减弱,暗示SUVH家族基因与JMJ706可能执行相反的功能。