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温度是影响植物生长发育和自然分布的主要限制因子之一。在长期的进化过程中植物形成了响应温度胁迫的抗性机制。有研究表明表观遗传可以参与到植物响应温度胁迫的抗性机制中,基因组的表达调控受染色质结构改变的影响,而组蛋白的翻译后修饰和DNA甲基化调控是控制染色质结构变化的主要因素。在高等生物体中,DNA甲基化修饰是调控基因表达的一个重要的表观遗传学。而RNA介导的DNA甲基化(RNA-directed DNA methylation,RdDM)途径是植物在非生物胁迫下基因表达调控的重要机制。本研究以拟南芥为材料,利用正向遗传学与反向遗传学策略,分离鉴定了两个与温度胁迫相关的基因,主要结果如下: (1)通过对温度胁迫芯片数据、拟南芥表观遗传学图谱和siRNA数据库的分析筛选到可能受高温胁迫诱导和表观遗传调控的基因AT2G21150,该基因编码一个植物光周期调控相关蛋白XCT。 (2)利用DNA甲基化测序(BSP)和qRT-PCR技术分析该基因启动子区域的甲基化水平和基因表达量,结果表明两者均受到高温胁迫的影响。 (3)利用AT2G21150的T-DNA插入突变体(xct-2、xct-3),研究发现,在种子萌发期和幼苗期突变体植株表现出对高温胁迫的敏感表型。 (4)对该基因的时空表达模式进行检测,发现该基因在种子中的表达水平最高。该基因的表达还明显受高温诱导,在高温胁迫中,基因启动子区域的甲基化水平明显下降而且24-nt siRNA的积累量明显下调,推测可能是siRNA介导的RdDM途径通过降低甲基化水平促进了基因的表达。 (5)体外瞬转烟草实验进一步验证了RNA介导的DNA甲基化途径参与了高温响应过程。 (6)对EMS诱变的突变体库进行筛选,鉴定了一个成苗抗热突变体,命名为h46。该突变体短日照条件下与野生型区别不大,但长日照条件下表现出植株矮小、花青素积累的表型。 (7)在种子萌发期对h46进行高温处理,突变体表现出热敏感的表型,而在幼苗期和成苗期却表现出抗热表型。 (8)对该突变体进行图位克隆,发现突变位点位于一号染色体上,下一步验证该突变基因,进行互补验证。该突变体具有较强的非生物胁迫抗性,为进一步研究植物与高温胁迫的关系提供了依据。