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DNA甲基化作为植物体内重要的表观遗传修饰,对于抑制转座子的活性,维持基因组的稳定性以及调控基因表达起着重要的作用。前期研究结果表明,不同物种中DNA甲基化模式和调控途径存在差异。本研究分析了染色质重塑因子DDM1在玉米上的功能。ZmDDM1基因具有两个拷贝,高度同源,都在玉米幼胚中高丰度表达。单突与野生型相比无明显表型,而纯合双突变体表现为早期胚败育。野生型和双突变体全基因组DNA甲基化测序（MethylC-seq）结果表明,ZmDDM1对于维持玉米基因组异染色质区域的CG和CHG甲基化至关重要;同时,mCHH island的建立也需要ZmDDM1的参与。此外,ZmDDM1对24ntsiRNA的生物合成也是不可或缺的。利用蛋白免疫共沉淀技术,我们发现ZmDDM1与ZmAGO4在体内存在互作,表明ZmDDM1直接参与玉米RdDM途径。同时,ZmDDM1基因敲除导致8676基因转录状态发生改变并且303个转座子家族被激活。利用染色体免疫沉淀结合高通量测序技术（ChIP-seq）,我们发现ZmDDM1蛋白主要结合在富含GC、低甲基化且开放的染色质区域上,并高度富集在基因转录起始位点上。进一步分析发现ZmDDM1靶标基因比非靶标基因具有更高的转录活性。同时,基于ZmAGO4特异抗体的ChIP-seq分析表明,ZmAGO4标靶区域富含小分子RNA以及CHH甲基化。77%的ZmDDM1富集区域能够与ZmAGO4富集区域重叠,进一步证明ZmDDM1直接参与RdDM途径。不同的组蛋白修饰H3K4me2和H3K4me3水平可能决定着芥子油苷代谢合成中蛋氨酸链延长途径从亮氨酸合成途径的分化。作为博士期间的一个子课题,我们发现蛋氨酸链延长途径与亮氨酸合成途径相关合成酶基因具有显著不同的的H3K4me2和H3K4me3修饰模式。综合我博士论文研究结果,我们证实了 ZmDDM1直接参与RdDM途径介导mCHH island的形成,这种方式与拟南芥DDM1基因作用可能完全不同。同时,我们也鉴定了 ZmDDM1和ZmAGO4蛋白在全基因组的靶标位点,初步解析了ZmDDM1作为调控DNA甲基化最重要的调控因子的分子机制。