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染色质承载着生物体内大部分的遗传信息,是表观遗传学的研究基础。染色质上会发生DNA甲基化以及组蛋白修饰等表观修饰,这些修饰共同调节染色质的凝集状态从而影响基因的表达。组蛋白甲基化是一种重要的表观修饰,对染色质结构、基因组功能、基因表达等起着重要的调节作用。组蛋白H3末端第27位赖氨酸的三甲基化以及二甲基化(H3K27me3/2)修饰可以沉默或者抑制植物生长发育相关基因以及逆境响应基因的表达,然而在基因激活过程中H3K27me3/2修饰的去除因子以及机制仍然不清楚。本研究以一个组蛋白去甲基化酶为对象研究组蛋白H3K27me3/2甲基化的动态调节过程和在植物生长发育以及逆境响应过程中的作用。通过对JMJ705基因的表达模式分析,发现它是一个呈组成型表达并且受盐、脱落酸、茉莉酸、乙烯等非生物胁迫以及白叶枯病原菌诱导的组蛋白去甲基化酶基因,该基因属于Jumonji类组蛋白去甲基化酶基因家族,并在植物体内以及体外证实了JMJ705是一个特异的组蛋白H3K27me3/2去甲基化酶。在水稻中超表达JMJ705后降低转基因植株体内H3K27me3/2修饰水平,田间观察发现转基因植株叶片在成熟期呈现出假病斑的表型,同时检测到过氧化物合成酶基因、茉莉酸合成以及响应基因、病程相关蛋白基因的表达量在超表达植株中上升。孕穗期对转基因植株接种白叶枯病菌,统计病斑面积发现,超表达转基因植株的病斑面积明显小于野生型,同时白叶枯菌的生长速率在超表达植株中也比野生型中慢。这些结果表明超表达JMJ705时可以提高抗性基因的表达从而增加水稻对白叶枯菌的抗性。对转基因植株进行全基因组表达谱芯片分析,GO聚类显示超表达材料和突变体中差异基因都在逆境响应基因上有明显的富集。同时也发现超表达上升基因的H3K27me3修饰的读长强度(read intensity)要明显高于野生型,而H3K4me3修饰的读长强度要低于野生型。这些结果证明增加JMJ705表达时会优先激活那些沉默表达或者低表达的基因,这些基因通常具有高水平的H3K27me3修饰和低水平的H3K4me3修饰。此外也发现芯片差异基因大多数都受到茉莉酸的诱导,暗示茉莉酸的诱导基因可能是JMJ705的优先调控靶标之一。为了研究JMJ705是否参与JA诱导基因激活的过程,对野生型、超表达和RNAi抑制转基因材料进行JA处理,荧光定量RT-PCR检测芯片中的两个基因TPS3和Os07gl1739以及PR10和JAMYB的表达。发现在诱导过程中相对于野生型这四个基因的表达在超表达材料中升高,而在RNAi材料中降低,表明JMJ705参与了JA诱导基因激活的过程。通过ChIP检测JA诱导过程中H3K27me3修饰的动态变化,发现野生型中这四个基因的H3K27me3修饰水平都有降低,并且在JMJ705超表达材料中H3K27me3修饰的降低程度更明显,而在RNAi材料中减弱。这些结果说明JMJ705参与了JA诱导的H3K27me3去除过程。