【正文】 thyltransferase 1) 的表達(dá)受RB1(Retinoblastoma 1)和RBBP4(Retinoblastomabinding protein 4)的調(diào)控，而RB1和RBBP4是RBR1和MSI1的同源蛋白，說明哺乳動物的被動去甲基化機(jī)制和植物的被動去甲基化機(jī)制類似(Nicolas等, 2001。然而胚乳中觀察到的基因組水平上CG甲基化的減少很大程度上依賴于DME，表明該糖基化酶是作為一個(gè)總的調(diào)控因子來控制DNA甲基化的(Gehring等, 2009。 Zhu, 2009)（圖12）。通常認(rèn)為CHG甲基化的維持依賴于組蛋白和DNA之間的一種相互促進(jìn)的機(jī)制(Johnson等, 2007)。 Kanno等, 2005。siRNA生成后與AGO4(Argonaute 4)或AGO6結(jié)合(Li等, 2006。隨后發(fā)現(xiàn)RdDM在植物中是一種普遍存在的沉默機(jī)制，涉及到各種表觀遺傳過程，包括轉(zhuǎn)基因沉默、轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座抑制、基因印記和副突變等(Xie等, 2004。研究表觀遺傳變異的學(xué)科就稱為表觀遺傳學(xué)。然而F1代株高超親成為亞種間雜種優(yōu)勢利用的一個(gè)瓶頸。BR信號傳導(dǎo)相關(guān)突變體同樣表現(xiàn)出BR缺陷型類似的表型，但施加外源BR不能使表型恢復(fù)。 Yamamoto等, 2001)。圖位克隆后發(fā)現(xiàn)DWARF1編碼GTP結(jié)合蛋白a亞基(Ashikari等, 1999)。 Spielmeyer等, 2002)。 水稻矮化機(jī)制的研究進(jìn)展 水稻矮化與植物內(nèi)源激素的關(guān)系矮稈基因能直接導(dǎo)致水稻植株形態(tài)學(xué)變化，如細(xì)胞長度變短和細(xì)胞數(shù)目減少，從而引起植株節(jié)間變短和植株變矮。狹義的矮稈通常指成熟時(shí)株高等于或低于原正常株高一半的類型；半矮稈是指株高介于矮稈和正常株高之間的矮稈類型。然而進(jìn)入80年代末和90年代初，我國水稻單產(chǎn)進(jìn)入徘徊狀態(tài)，如何進(jìn)一步提高雜交水稻的單產(chǎn)是目前最為緊迫的任務(wù)。（4）酵母雙雜交結(jié)果表明FIE1與iEZ1以及CLF互作，表明FIE1參與水稻中PRC2介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄抑制。迄今水稻育種中利用的矮稈基因都是隱性基因，雜交水稻育種中隱性矮稈基因的使用往往要求雙親必須具有同一矮稈基因，這就限制了在更廣泛的資源中選擇有利親本。學(xué)位論文作者（需親筆）簽名： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。DNA甲基化測序結(jié)果表明FIE15’端發(fā)生了DNA去甲基化，這與FIE1的異位表達(dá)是一致的。 FIE1。 Wu等, 2001。自上世紀(jì)六十年代以來,伴隨著水稻矮化育種的發(fā)展,新發(fā)現(xiàn)的水稻矮稈基因不斷增加。在這些已被克隆的基因中，大多涉及到赤霉素或油菜素內(nèi)酯的代謝或信號傳導(dǎo)，表明這兩類植物內(nèi)源激素在水稻株高調(diào)控中起主導(dǎo)作用。Itoh等（2004）克隆了D35基因，發(fā)現(xiàn)它編碼貝克衫烯氧化酶（entkaurene oxidase，KO），并且與擬南芥和南瓜的貝克杉烯氧化酶高度同源。這些結(jié)果表明GID1可能是赤霉素受體(UeguchiTanaka等, 2005。brd2(BRdeficient dwarf2)突變體在營養(yǎng)生長前期并未表現(xiàn)出明顯表型，而在生長后期表現(xiàn)出明顯BR缺陷表型，抽穗后株高僅相當(dāng)于野生型的40%。在BU1過表達(dá)植株中有活性的油菜素甾酮及前體物質(zhì)并沒有增加，表明BU1是作為BR信號通路的正調(diào)控因子起作用的。王歆等（2008）從水稻TDNA插入突變體庫中篩選到一份顯性矮稈突變體，遺傳分析表明矮化表型受一對顯性單基因控制，并將其定位在第四染色體。從產(chǎn)生的方式來看，DNA甲基化分為從頭合成甲基化和維持型甲基化，DNA去甲基化分為主動去甲基化和被動去甲基化。NRPD1和NRPE1類似于常規(guī)RNA聚合酶的大亞基，但是它們特異性的在從頭合成甲基化中起作用。另外，AGO4能夠切割折疊的非編碼RNA，其產(chǎn)物能夠被RDR2利用重新合成雙鏈RNA，產(chǎn)物進(jìn)一步被DCL3切割產(chǎn)生24nt的siRNA,從而產(chǎn)生級聯(lián)放大效應(yīng)。這與轉(zhuǎn)座子中的甲基化效應(yīng)不同，這些基因編碼區(qū)的甲基化并沒有引起轉(zhuǎn)錄沉默，因?yàn)檫@些基因在許多組織里都是中等表達(dá)水平的(Zhang等, 2006。非對稱性CHH位點(diǎn)甲基化的維持主要依賴于DRM2和RdDM。盡管DME和ROS1擁有類似的亞基，但它們起不同的生物學(xué)功能。在這些邊界位置，糖基化酶可能通過去甲基化作用而保護(hù)基因免于被RdDM途徑沉默。DME不能從脫堿基位點(diǎn)移除甲基化的胞嘧啶，同樣可以較少DSBs的產(chǎn)生(Gehring等, 2006)。因此，擬南芥和水稻組蛋白賴氨酸殘基甲基化修飾模式與哺乳動物存在差異，這可能是由于它們之間基因組結(jié)構(gòu)的不同造成的。AtPRMT4a和AtPRMT4b存在功能冗余，只有atprmt4a atprmt4b雙突變體才表現(xiàn)出FLC(Flowering locus c)依賴的晚花表型(Niu等, 2008)。HATs分為四類：GNAT、MYST、CBP/p300以及TAF1/TAFIIAtGCN5涉及到植物許多發(fā)育過程，并能響應(yīng)各種環(huán)境條件。 Wang等, 2007。一般來講，H3K9和H3K27甲基化與轉(zhuǎn)錄沉默相關(guān)，而H3K4和H3K36甲基化與轉(zhuǎn)錄激活相關(guān)(Berger, 2007)。 組蛋白修飾染色質(zhì)是真核生物基因表達(dá)與調(diào)控的物質(zhì)基礎(chǔ)。（A）ROS1是在篩選RD29A啟動子驅(qū)動熒光素酶轉(zhuǎn)基因沉默抑制突變體中得到的。 Penterman等, 2007。 DNA主動去甲基化盡管DNA甲基化是一種穩(wěn)定的表觀遺傳標(biāo)記，但在植物或動物的發(fā)育過程中仍然會發(fā)現(xiàn)甲基化水平降低的情況，即DNA去甲基化。然而，一些編碼區(qū)含有甲基化的基因在MET1突變體中表達(dá)上調(diào)(Zilberman等, 2007)，并且極端高表達(dá)和極端低表達(dá)的基因在編碼區(qū)往往缺失甲基化，這表明轉(zhuǎn)錄水平和編碼區(qū)甲基化具有某種關(guān)聯(lián)。RDM1能夠結(jié)合單鏈甲基化的DNA，可能在促進(jìn)RdDM效應(yīng)復(fù)合體與甲基化序列的結(jié)合中起作用(Gao等, 2010)。 Ream等, 2009)。擬南芥基因組中DNA甲基化主要集中在著絲粒和其它重復(fù)序列(Zhang等, 2006。突變體中SLR1蛋白的降解受阻而積累，并且影響了SLR1與赤霉素受體GID1的互作(Asano等, 2009)。張等（2009）在水稻TDNA插入突變體中發(fā)現(xiàn)一個(gè)葉傾角增大突變體ili1D(increased lamina joint inclination)，該表型與過量施加BR后的表型類似。OsDWARF4與D11存在功能冗余，共同作用于C22羥基化反應(yīng)。除此之外，赤霉素信號傳導(dǎo)途徑的其它組分和DELLA蛋白的其它功能還未知。通過比較發(fā)現(xiàn)與擬南芥中單個(gè)的赤霉素合成酶基因不同，水稻中的柯巴基焦磷酸合成酶（entcopalyl diphosphate synthase，CPS）基因，貝殼杉烯合成酶（entkaurene synthase，KS）基因以及貝殼杉烯氧化酶（entkaurene oxidase，KO）基因分別存在多個(gè)同源基因，并且這些同源基因都分布在連續(xù)的某個(gè)區(qū)域。它能調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的許多過程，例如種子萌發(fā)、節(jié)間伸長、葉片伸展、開花以及果實(shí)發(fā)育等(Olszewski等, 2002)。目前我國生產(chǎn)上秈稻利用的矮源主要來自矮腳南特、矮仔占、低腳烏尖、花龍水田谷和矮種水田谷,它們均受1對隱性基因sd1控制。研究表觀遺傳變異的遺傳學(xué)稱之為表觀遺傳學(xué)。 H3K9me2。另外，Epidf中FIE15’端H3K9me2水平下降，而H3K4me3水平上升，這與FIE1基因的異位表達(dá)和DNA去甲基化是一致的。保密□，在 年解密后適用本授權(quán)書。20世紀(jì)50年代末開始的矮化育種，使水稻株高降低至半矮稈，水稻單產(chǎn)獲得了第一次飛躍，成為“綠色革命”的標(biāo)志性成就之一。FIE1在葉片、莖和幼穗中存在高水平的DNA甲基化，而在受精后第9和12天的胚乳中甲基化水平嚴(yán)重降低，并且F1胚乳中母本FIE1的DNA甲基化水平比父本低很多，因此FIE1的表達(dá)模式和印記特征受DNA甲基化調(diào)控。建國以來我國的水稻單產(chǎn)經(jīng)歷了兩次質(zhì)的飛躍，第一次是20世紀(jì)50年代末60世紀(jì)初以半矮稈基因sd1的利用為標(biāo)志的“綠色革命”，使高稈水稻品種變?yōu)榭沟狗陌氚捚贩N，水稻單產(chǎn)提高了2030%(Peng等，1999)；第二次是70年代三系配套的成功使水稻雜種優(yōu)勢得以有效利用，水稻單產(chǎn)又在矮稈品種的產(chǎn)量基礎(chǔ)上提高了20%（程式華，2000）。高稈品種易倒伏，利用價(jià)值不高，矮稈水稻品種因具有較高的利用價(jià)值而研究較多。李欣等（2001，2002）通過遺傳分析發(fā)現(xiàn)sdt（t）和sdn（t）分別位于第5染色體。在sd1突變體中，赤霉素合成的前體物質(zhì)GA53顯著增加，而有活性的GA20和GA1減少 (Monna等, 2002。剩余的CPS、KS以及KO類似蛋白則可能與赤霉素合成無關(guān)，可能涉及到抗逆相關(guān)的二萜類植物抗毒素的合成。現(xiàn)已證明BR在植物的種子休眠與萌發(fā)、器官分化、維管組織發(fā)育、開花和衰老以及向性建成等過程中起重要調(diào)控作用(Yamamoto等, 1997。Sakamoto等（2006）利用同源克隆的方法發(fā)現(xiàn)水稻中存在兩個(gè)擬南芥CYP90A1/CPD的同源基因：CYP90A3/OsCPD1和CYP90A4/OsCPD2，它們催化BR合成中的C23a羥基化反應(yīng)。因此，ILI1能夠通過與IBH1形成異源二聚體從而抑制IBH1的功能。表觀遺傳變異是指在基因序列沒有發(fā)生改變的情況下,基因功能發(fā)生了可遺傳的變化,并最終導(dǎo)致表型的變化 (Haig, 2004)。 Lister等, 2008)。 Yang等, 2006)。植物特有的Pol IV和Pol V也是多亞基復(fù)合體，其中部分亞基與Pol II的亞基一致或同源。 Zilberman等, 2007)，但是在met1突變體中很少發(fā)現(xiàn)反義轉(zhuǎn)錄本的增加，并且一些反義轉(zhuǎn)錄本增加的基因內(nèi)部也沒有DNA甲基化(Zhang等, 2006)。主動方式是指通過DNA去甲基化酶來完成的。動物的印記現(xiàn)象主要發(fā)生在胎盤，它是依靠在某些基因位點(diǎn)增加甲基化產(chǎn)生的，而植物的印記現(xiàn)象僅僅發(fā)生在胚乳（相當(dāng)于哺乳動物的胎盤）(Huh等, 2008)，并且它的建立是依靠基因位點(diǎn)特異性的去甲基化，該過程是在受精之前的中央細(xì)胞中由DME來完成的，因此只有母本的等位基因在胚乳中表達(dá)(Huh等, 2008)。雌配子體發(fā)育過程中MET1表達(dá)水平下降，并且這種下降是由MSI1(Multicopy suppressor of ira1)和RBR1（Retinoblastomarelated 1）調(diào)控的(Jullien等, 2008)。組蛋白H1結(jié)合在核小體之間的連接DNA上，使核小體串聯(lián)排列。第一類是SU(VAR)39類，包括SU(VAR)39同源蛋白SUVH以及相關(guān)蛋白SUVR；第二類是E(z)（enhancer of zeste）同源蛋白；第三類是TRX(trithorax)類，包括TRX同源蛋白和相關(guān)蛋白；第四類是ASH1（absent,small,or homeotic discs 1）類，包括ASH1同源蛋白ASHH和相關(guān)蛋白ASHR(Baumbusch等, 2001。FLC在atprmt4a atprmt4b雙突變體，atprmt5/skb1,以及arprmt10單突變體中表達(dá)都上調(diào)，另外，atprmt5 atprmt10雙突變體在開花時(shí)間和FLC表達(dá)上有疊加效應(yīng)，表明這兩個(gè)PRMTs蛋白調(diào)控開花時(shí)間機(jī)制的不同(Niu等, 2007)。CBP家族的AtHAC1/PCAT2在體外對HHH2A和H2B具有HAT活性(Bordoli等, 2001)，而TAF1/TAFII250家族中的HAF2的突變體在光反應(yīng)基因的H3和H4位點(diǎn)乙?；瘻p少(Bertrand等, 2005)。在擬南芥中，H3KH3K1H3K1H3K1H3K2H3K27以及H4KH4KH4K1H4K1H4K20都可以被乙?；?Earley等, 2007。除PRMT1外，PRMT4/CARM1也是一種非常重要的type I甲基轉(zhuǎn)移酶，它能夠催化H3RH3R17以及H3R26位點(diǎn)的非對稱性二甲基化。擬南芥中也沒有檢測到H3K79甲基化修飾和催化H3K79甲基化的DOT1組蛋白修飾酶的同源蛋白，而在哺乳動物和酵母中的DOT1用來催化H3K79甲基化以保持端粒的沉默狀態(tài)(Zhang等, 2007)。第一，DME在體外對半甲基化的DNA（這種半甲基化的DNA通常在MET1失活后大量積累）比對全甲基化的DNA更有活性(Gehring等, 2006。這些位點(diǎn)主要位于轉(zhuǎn)座子、重復(fù)元件和siRNA產(chǎn)生的位點(diǎn)；大約80%的位點(diǎn)靠近或與基因重疊，并且這些與基因重疊的位點(diǎn)主要位于基因的5’或 3’端(Penterman等, 2007。DME和ROS1屬于螺旋轉(zhuǎn)角螺旋甘氨酸脯氨酸天門冬氨酸（HhHGPD）類型的雙功能DNA糖基化酶，它們能夠切斷N糖苷鍵、移除堿基和切斷DNA骨架(Gehring等, 2009)。KYP除了含有組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶結(jié)構(gòu)域外，還含有一個(gè)能夠特異性結(jié)合甲基化CHG的SAR結(jié)構(gòu)域，這表明KYP能夠結(jié)合甲基化的CHG(Johnson等, 2007)。 Ream等, 2009)。 Zheng等, 2007。 Onodera等, 2005。哺乳動物中的DNA甲基化主要發(fā)生在對稱性的CG位點(diǎn)的胞嘧啶上，并且基因組中7080%的CG位點(diǎn)的胞嘧啶存在甲基化修飾(Ehrlich等, 1982)。顯性半矮稈突變體Y98149是從離子束誘變品種后代中得到的，與野生型相比僅存在株高差異，其它農(nóng)藝性狀基本一致(劉斌美等, 2004)。OsBZR1蛋白序列中與1433蛋白互作的位點(diǎn)突變后，導(dǎo)致OsBZR1體內(nèi)或體外都無法與1433蛋白互作，并且這種突變后的OsBZR1在擬南芥中表達(dá)后能抑制bri15的突變表型，表明1433蛋白與OsBZR1互作能阻止OsBZR1進(jìn)入核內(nèi)，從而抑制OsBZR1的功能(Bai等, 2007)。D2編碼細(xì)胞色素P450家族的一個(gè)新成員CYP90D2，催化從6脫氧茶甾酮（6deoxoteasteron