提高植物抵抗非生物胁迫的能力,一直是分子生物学关注的重要领域。逆境“记忆”作为一种提高植物响应外界胁迫能力的内在机制在近年来越来越受到科研人员的关注。表观遗传因子被证明在胁迫“记忆”中起着重要的作用,例如在拟南芥中,启动子区高水平H3K4me3组蛋白甲基化修饰能激活脯氨酸合成酶P5CS1的转录,从而形成盐胁迫“记忆”效应。然而,DNA甲基化在植物短期“记忆”中的作用机制还不清楚。小立碗藓是水生到陆生过渡阶段的生物,它同源重组率高,生长周期短等特性使得其成为分子生物学中的模式植物。此外,小立碗藓具有极强的复水能力,是研究干旱“记忆”效应理想的材料。水稻是世界上最重要的粮食作物之一,也是分子生物学的模式物种,研究水稻干旱“记忆”机制具有重要的理论和应用价值。本研究利用重亚硫酸盐转化技术对水稻和小立碗藓进行全基因组甲基化测序,并分析DNA甲基化在干旱“记忆”形成中的作用。主要结果如下:1.在水稻中,CG类型的甲基化占主要部分,其次是CHG,占比最少的是CHH。在受到干旱胁迫时,CHH类型的甲基化最不稳定。和水稻相反,小立碗藓中CHH类型的甲基化最多。2.对比水稻两次干旱胁迫的DNA甲基化数据发现,第一次干旱胁迫导致的差异甲基化区域,大部分在第四次干旱胁迫时表现出不同的甲基化水平变化趋势。水稻基因上下游区的CG和CHG类型的DNA甲基化水平和基因表达量呈负相关关系,而在gene body区,CHG和CHH类型的DNA甲基化水平和表达量呈负相关关系;但是整体水平DNA甲基化的变化和基因表达量变化并没有表现出相关性。3.在水稻DNA甲基化数据中,大部分干旱“记忆”基因的DNA甲基化都发生了显著的变化。“记忆”DMR通过调控芪类化合物,姜素醇,氨基酸的合成;亚麻酸,亚油酸以及半胱氨酸和蛋氨酸的代谢参与植物的干旱“记忆”效应。也有一部分“记忆”DMR通过调控干旱“记忆”基因,参与木质素,类倍半萜烯,三萜系化合物,类胡萝卜素和蜡质的合成以及精氨酸,脯氨酸代谢等生物途径。