1、轉座子是植物基因組的重要組成部分，對于研究植物基因組的組成、進化和基因的表達調(diào)控等都具有重要意義。植物轉座子發(fā)掘、應用和活性調(diào)控機制的研究是近年來植物遺傳育種和分子生物學研究熱點之一。研究表明，植物在逆境脅迫條件下表觀遺傳變化是引起轉座子活性變異的重要機制。通過對一些模式植物如擬南芥和水稻的研究，人們已經(jīng)對植物在逆境脅迫條件下控制轉座子活性的表觀遺傳現(xiàn)象已經(jīng)有了初步的認識，但是對植物表觀遺傳調(diào)控轉座子活性機理的研究還十分有限。本研究利用

2、低能氮離子對含單拷貝Mu轉座子系統(tǒng)的玉米花粉進行誘變，探索Mu轉座子的轉座特點和活性變異，并進一步分析Mu轉座子的活性變異與其DNA甲基化表觀遺傳變化之間的關系。同時，利用生物信息學的方法對玉米RNA介導的DNA甲基化表觀遺傳調(diào)控途徑的相關基因家族進行鑒定和表達分析，以揭示其在表觀遺傳調(diào)控中的作用。獲得以下主要結果：
　　 1、通過低能N+離子注入單拷貝Mu轉座子系統(tǒng)玉米花粉的研究發(fā)現(xiàn)，利用能量為30keV，注入劑量在2.4~3

3、.6×1015ion/cm2之間的N+離子，能夠有效地誘發(fā)玉米Mu轉座子活性變異。通過遺傳雜交獲得了子代籽粒，并根據(jù)Mu 轉座子活性變異的指示性狀，從子代籽粒中篩選出了兩種具有明顯表型特征變化的紫色斑點籽粒突變體。當注入劑量為2.4×1015ion/cm2N+離子時，從7296個子代籽粒中篩選出了12個密度較稀的斑點籽粒，表明Mu轉座子被部分地激活（PA）；當注入劑量為3.6×1015ion/cm2N+離子時，從5580個子代籽粒中篩選

4、出了10個密度較濃的斑點籽粒，表明Mu轉座子被完全地激活（FA）。
　　 2、通過Southern雜交、半定量RT-PCR和實時熒光定量PCR的方法檢測了對照和突變體中非自主性的Mu1因子的轉座特點和自主性的MuDR調(diào)控因子表達水平。結果表明，兩種不同活性的Mu突變體中Mu1因子多態(tài)性明顯地高于對照植株，分別產(chǎn)生了1.7kb和1.3kb特異性的Mu1限制性片段，表明Mu1因子發(fā)生不同程度的切離轉座。半定量RT-PCR檢測發(fā)現(xiàn)，不

5、同生長發(fā)育時期和不同組織中與MuDR調(diào)控因子活性直接相關的mudrA和mudrB基因表現(xiàn)出差異性的表達水平。在突變體中，成熟的體細胞組織未表現(xiàn)出明顯的mudrA和mudrB基因的表達水平上調(diào)現(xiàn)象；然而，在生殖組織中卻表現(xiàn)出明顯的mudrA和mudrB基因的表達水平上調(diào)現(xiàn)象，表明了MuDR調(diào)控因子的激活主要發(fā)生在配子形成期。
　　 實時熒光定量PCR檢測進一步地顯示，突變體成熟的花粉組織中mudrA和mudrB基因的表達量分別較對

6、照提高了1.8～4.3倍和0.8～1.6倍，表明了MuDR調(diào)控因子在雄性配子中發(fā)生了明顯的激活3、通過限制性酶切和重亞硫酸鹽測序相結合的方法，對玉米MuDR調(diào)控因子的TIRA和TIRB末端區(qū)域的DNA甲基化位點進行了定性和定量的檢測。結果表明，在突變體MuDR調(diào)控因子的TIRA和TIRB末端，三種不同模式的胞嘧啶位點（CpG，CpHpG和CpHpH）均較對照植株都發(fā)生了不同程度的去甲基化變異。其中，對稱的CpG和CpHpG胞嘧啶位點發(fā)生

7、去甲基化變異較顯著，分別較對照植株降低了35.3～55.9％和38.9～60.0％；而非對稱的CpHpH胞嘧啶位點發(fā)生去甲基化變異較小，較對照植株降低了3.0～6.1％。此外，從單個的胞嘧啶位點甲基化變異情況分析發(fā)現(xiàn)，一些與MuDR的活性相關的重要位點，如32bp核苷酸組成的轉座酶的結合位點（MBS），一個特征性的SacI酶切位點以及mudrA和mudrB基因的轉錄起始位點區(qū)域內(nèi)所含的胞嘧啶位點均發(fā)生了不同程度的去甲基化變異，表明這些位

8、點的去甲基化變異直接影響著MuDR調(diào)控因子的活性變化。
　　 4、通過生物信息學和半定量RT-PCR的方法鑒定與分析了5個編碼DCL蛋白的基因（Zmdcl），18個編碼AGO蛋白的基因（Zmago），5個編碼RDR蛋白的基因（Zmrdr）以及8個編碼DMT 蛋白的基因（Zmet）及其表達情況。通過與擬南芥和水稻的同源基因的序列比較和進化關系分析表明，大部分基因的序列都是高度保守的，均具有其非常保守的功能基序和重要的功能結構域，預

9、測其與擬南芥和水稻的同源基因編碼蛋白具有類似的功能；系統(tǒng)進化樹分析顯示玉米、水稻和擬南芥中這些功能基因家族都進化成了四個不同的亞族，但在進化上玉米和水稻的同源基因比擬南芥具有更近的親緣關系。同時，在兩種非生物脅迫處理下，通過對這些基因家族的表達譜的分析顯示，這些基因在不同的脅迫處理下表現(xiàn)出差異性的表達水平，預測這些基因家族的不同成員在RNA介導的DNA甲基化調(diào)控途徑中可能具有不同的功能，為下一步對這些基因的克隆和功能驗證提供了理論依據(jù)。