真核生物中线性DNA分子以染色质的形式存储在细胞核中,核小体是组成染色质的基本结构单位。组蛋白H1虽然不构成核小体,但它是维持核小体结构的关键蛋白,它在核心组蛋白外侧与DNA结合,锚定在核小体DNA的入口与出口位置。因此,组蛋白H1能够维持核小体的稳定,阻止染色质重塑的发生,对染色质高级结构的形成具有重要的作用。目前在拟南芥中的研究发现组蛋白H1会影响植株的生长发育,抑制基因的表达,还在表观遗传的修饰水平发挥重要作用。这些研究结论同时也在哺乳动物中验证,但是很少有人在水稻中做组蛋白H1相关功能的报道。本研究在水稻原生质体瞬时表达体系中对组蛋白H1进行亚细胞定位;构建转基因载体并培育了稳定的转基因植株单株;在转基因植株的RNA和蛋白水平分别检测了组蛋白H1的表immune system达情况;转基因植株表型的鉴定;分析转基因植株中组蛋白修饰的变化情况,通过表型分析、转录组分析和组蛋白修饰变化分析组蛋白H1在水稻中的调控机制。本文主要研究结果如下:根据已发表文献报道和检索水稻公共数据库,确定4个水稻组蛋白H1,分别为LOC_Os04g18090、LOC_Os06g04020、LOC_Os03g58470、LOC_Os07g08710,将其与拟南芥组蛋白H1序列进行同源分析,发现水稻与拟南芥的H1氨基酸序列同源性较高,其中研究对象LOC_Os04g18090与拟南芥组蛋白ATH1.3位于同一进化分支。本研究将LOC_Os04g18090命名为OsH1.3。本实验构建CaMV35S-OsH1.3-GFP融合蛋白的亚细胞定位载体。在水稻原生质体瞬时表达系统中研究组蛋白OsH1.3的亚细胞定位,转化后用共聚焦显微镜观察发现OsH1.3定位在细胞核中。本研究用OsH1.3内源启动子驱动带有Flag标签的OsH1.3基因,创建了OsH1.3转基因植株,其中在DNA水平检测能扩增出带有Flag标签的目标条带即为阳性植株,并选取4个株系进行后续研究,VX-445体内实验剂量将其命名为OsH1.3-1、OsH1.3-2、OsH1.3-3、OsH1.3-4。接着,检测阳性植株中OsH1.3的表达变化,发现转基因植株OsH1.3-1、OsH1.3-2、OsH1.3-3中内源OsH1.3表达明显升高,而转基因植株OsH1.3-4中内源OsH1.3转录水平与日本晴类似。而后在OsH1.3转基因植株中提取的总蛋白使用Anti-Flag抗体做Western Blot确定OsH1.3-Flag蛋白是否表达。本研究在水稻的生长周期观察表型,发现OsH1.3转基因植株与日本晴相比较有明显的表型差异,OsH1.3转基因植株株高变矮,分蘖减少以及花粉育性降低,进而导致结实率降低,种子的粒长以及粒宽都变短。本实验收集OsH1.3转基因植株的花药提取RNA,随后进行RNA-seq实验。以日本晴为对照进行转录组测序分析,发现其中基因LOC_Os12g21850、LOC_Os10g40290、LOC_Os12g37350 ZD1839研究购买和 LOC_Os11g25560 与花粉育性相关,它们的表达水平发生了变化。同时在ATAC-seq实验中,发现OsH1.3转基因植株中的开放染色质也发生变化。本实验通过Western Blot检测OsH1.3转基因植株中组蛋白修饰情况的变化,发现抑制性标记H3K27me3的富集程度增加,因此收集OsH1.3转基因植株的叶片,并提取叶片的细胞核进行ChIP-seq实验,结果表明OsH1.3表达量增加后会导致H3K27me3修饰在特定位点的富集程度增加,导致其总体H3K27me3的富集程度增加,进而影响植株的表型。