表观遗传学是研究DNA序列不发生改变的情况下,基因表达发生可遗传的改变的一门学科。组蛋白修饰作为表观遗传学的一个重要机制,对基因调控和基因组稳定性起着至关重要的作用。DDM1(DECREASED DNA METHYLATION 1)是植物体中一个重要的染色质重塑因子。在拟南芥中,DDM1突变会造成全基因组甲基化水平的下降和组蛋白修饰的变化,同时也会改变核小体的排布,导致染色质致密程度的改变。在拟南芥中,DDM1影响甲基化水平变化的研究较多,但是DDM1如何影响组蛋白修饰,从而影响基因表达的研究较少。因此在本研究中,我们以Col-0生态型和Col-0背景下的DDM1突变体ddm1-10为试验材料,利用ChIP-seq寻找野生型和DDM1突变体中H3K4me3和H3K27me3差异富集的区域,以及H3变化的区域,以此来探究由DDM1引起的染色质重塑过程对H3K4me3和H3K27me3变化的影响。同时联合转录组分析和全基因组甲基化分析,筛选出只由H3K4me3或H3K27me3影响表达的基因。以期进一步揭示DDM1通过多种表观遗传学修饰影响拟南芥基因表达的机制。本研究得到结论如下:1、拟南芥中DDM1发生突变后H3K4me3和H3K27me3的富集区域的数量在全基因组水平上都发生了上升,同时野生型和DDM1突变体中H3K4me3和H3K27me3富集的区域在每条染色体上的数量分布趋势一致,表明这两种修饰对染色体没有偏好性。同时这两种修饰的富集区域绝大部分都落在基因的启动子区域和基因上。2、DDM1突变后H3K4me3和H3K27me3在全基因组水平上上升。H3K4me3和H3K27me3的差异peak绝大部分都注释到基因的启动子区域。3、通过对Col-0和ddm1-10进行差异基因的筛选,我们共发现ddm1-10中表达上调的基因340个,下调的基因38个。将获得的上调和下调基因分别进行GO功能富集,其中上调基因富集到几丁质响应、有机氮化合物的响应、乙烯响应等响应生物胁迫和非生物胁迫的功能上。而下调基因没有任何的GO功能富集。4、通过H3变化的区域和H3K4me3、H3K27me3的变化区域进行关联分析,我们发现,DDM1突变引起的染色质重塑过程并不是引起H3K4me3和H3K27me3的变化主要因素。5、将差异区域和差异表达基因进行关联分析,同时去除甲基化对基因表达的影响。我们发现H3K4me3上调影响表达上调的基因共57个,其GO富集结果与差异表达基因富集结果高度相似。说明拟南芥DDM1突变过程中H3K4me3富集程度的上调对DDM1突变体的生物学功能的变化发挥着极其重要的作用。