CB910500G植物表观遗传机制与重要调控蛋白质的功能和结构研究.docx
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CB910500G植物表观遗传机制与重要调控蛋白质的功能和结构研究
项目名称：
植物表观遗传机制与重要调控蛋白质的功能和结构研究
首席科学家：
沈文辉复旦大学
起止年限：
2012.1至2016.8
依托部门：
教育部上海市科委
一、关键科学问题及研究内容
1、拟解决的关键科学问题：
表观遗传学与人类重大疾病的产生机理与防治以及农业生产密切相关，已成为生命科学研究的重要前沿和新的增长点。
本项目瞄准这一科学前沿，以模式植物拟南芥和水稻为材料，深入研究表观遗传密码的核心内容：
组蛋白甲基化修饰重要调控蛋白质的功能和结构以及相互作用网络。
拟解决的关键科学问题是：
影响组蛋白甲基化修饰建立和继承的重要调控蛋白质的功能是什么？
这些蛋白质及蛋白复合体发挥功能的分子基础是什么？
它们之间如何协调作用？
组蛋白甲基化修饰如何在细胞分裂过程中继承和传递？
2、主要研究内容：
双子叶拟南芥和单子叶水稻虽同为模式植物，但开花和生殖发育过程有很大区别，同源基因发挥的生理功能也存在差异，因此我们选择两种模式植物材料开展研究，具体研究内容如下：
课题1组蛋白甲基化修饰重要调控蛋白质的功能鉴定
重点研究拟南芥和水稻组蛋白甲基转移酶（甲基化建立）、甲基阅读蛋白（识别）及组蛋白变体、核小体组装蛋白和染色质重塑蛋白（传递与继承）的体内、体外功能，阐明上述表观遗传重要调控蛋白质发挥生理功能的分子机制。
根据项目组成员已有的工作基础，选择经过遗传分析证明具有重要生理调节功能的蛋白质开展研究，主要内容包括：
（1）研究SET结构域蛋白（SDG2、SDG25和SDG701，SDG8、SDG26和SDG725，KYP和SDG714，CLF）的组蛋白甲基转移酶活性、底物以及甲基化修饰位点的特异性；组蛋白甲基阅读蛋白（LHP1、MRG等）对不同修饰组蛋白的识别与结合活性。
（2）研究核小体组装蛋白（组蛋白H2A-H2B的分子伴侣NAP1、NRP，H3-H4的分子伴侣CAF1、ASF1、HIRA）在核小体组装/去组装过程中，染色质重塑蛋白（INO80、ISWI）在染色质重塑过程中，对组蛋白修饰及组蛋白变体（H2A/H2A.Z,H3.1/H3.3）的选择，分析组蛋白甲基转移酶、甲基阅读蛋白、核小体组装蛋白、染色质重塑蛋白之间的相互作用。
（3）研究上述表观遗传重要调控蛋白质及组蛋白变体在植物活细胞内的定位、动态相互作用以及在细胞分裂过程中的传递情况。
（4）研究上述表观遗传重要调控蛋白质特殊结构域的体内和体外功能。
课题2组蛋白甲基化修饰重要调控蛋白质的结构分析
重点分析组蛋白甲基化修饰重要调控蛋白质及其蛋白复合体的晶体结构，阐明这些重要蛋白质发挥功能的结构基础。
（1）测定植物SET结构域蛋白SDG2、ATXR5/ATXR6和SDG8及其与底物复合物的三维结构，研究植物PRC1、PRC2复合体以及CLF与非编码RNA复合物的三维结构，阐明它们调节基因表达的分子基础。
（2）测定LHP1与甲基化组蛋白多肽复合物的三维结构，分析其与动物HP1的区别。
分析植物甲基阅读蛋白MRG与染色质组装蛋白ASF1复合体的三维结构，阐明MRG蛋白作为阅读蛋白调节染色质结构的分子机理。
（3）研究植物组蛋白分子伴侣的底物特异性，测定组装蛋白ASF1和组蛋白H3的复合物、核小体组装蛋白NAP1和组蛋白H2A/H2B的三维结构，揭示核小体组装的分子机制。
（4）测定VIM1的SRA结构域与一系列不同甲基化修饰DNA复合物、VIM1的PHD结构域与甲基化组蛋白的复合物以及VIM1的RING结构域与其它结合蛋白复合物的三维结构，并对植物中连接DNA甲基化和组蛋白甲基化的分子机制进行深入研究。
课题3组蛋白甲基化修饰重要调控蛋白质的互作网络
重点研究拟南芥和水稻组蛋白甲基化修饰调控植物开花和生殖发育的分子互作网络。
（1）分析SET结构域蛋白SDG2、SDG8和CLF、甲基阅读蛋白LHP1和MRG、核小体组装蛋白ASF1和NAP1以及染色质重塑蛋白INO80和ISWI在基因组水平对目的基因的识别。
（2）围绕控制植物开花的关键基因FLC以及调控生殖母细胞建成的重要基因SPL，分析不同组蛋白甲基转移酶的协同作用以及分子互作网络。
（3）研究调控植物生殖发育的关键转录因子与组蛋白甲基转移酶、甲基阅读蛋白、核小体组装蛋白以及染色质重塑蛋白等表观调控因子的相互作用。
（4）利用一些氨基酸点突变产生的突变体，分析蛋白质之间相互作用在组蛋白修饰和植物发育中的体内作用。
课题4组蛋白甲基化修饰重要调控蛋白质的蛋白质组解析
重点研究组蛋白甲基化修饰在生殖细胞中的模式和继承，鉴定组蛋白甲基化修饰重要调控蛋白质的结合蛋白及复合体。
具体内容包括：
（1）分析不同表观遗传突变体的生殖细胞和体细胞中，组蛋白甲基化修饰及组蛋白变体的不同特征。
（2）鉴定组蛋白甲基化修饰关键蛋白质的结合蛋白及蛋白复合体。
二、预期目标
1、本项目的总体目标：
利用模式植物拟南芥和水稻及其实验体系，综合采用生物化学、分子生物学、结构生物学、细胞生物学、遗传学、蛋白质组学、生物信息学等现代生物学研究手段和工具，研究表观遗传重要调控蛋白质的功能、结构及相互作用网络，探索表观遗传调控植物开花和生殖发育的分子机理，为农业生产和生物技术利用等提供理论依据。
通过本项目的实施，预计将在以下几个方面取得突破：
（1）阐明组蛋白甲基化修饰建立、识别与继承中关键蛋白质的功能、结构与相互作用，取得一批重大原始创新性科学成果。
（2）阐明表观遗传调控植物开花和生殖发育的分子机理和调控网络，为提高蔬菜和农作物产量提供理论依据和基础
（3）通过项目的实施，培育和造就一批在国际上具有影响力、在国内具有引领作用的优秀中青年研究人才，进一步提升我国在植物表观遗传学领域的研究水平，使我们在该领域的研究处于国际先进行列。
2、五年预期目标:
在已有的工作基础上，在植物组蛋白甲基化修饰重要调控蛋白质的功能与结构以及相互作用网络等方面取得突破性进展，使我国在植物表观遗传的理论研究处于国际前沿水平，具体目标包括：
（1）阐明组蛋白甲基化修饰重要调控蛋白质的功能，
（2）解析组蛋白甲基化修饰重要调控蛋白质发挥生理功能的分子基础，（3）探明组蛋白甲基化修饰重要调控蛋白质的互作网络，（4）揭示表观遗传信息传递的蛋白质基础，（5）申请专利10项以上，发表高水平论文30篇以上，（6）培养学术带头人2人、研究生40人、博士后10人以上。
三、研究方案
1、学术思路：
组蛋白甲基化修饰建立、阅读和传承的分子基础是表观遗传学研究的核心内容，是当前生命科学的前沿领域之一，是阐明与农业生产密切相关的植物开花和生殖发育调控机理的重要组成部分。
本项目针对这一重大科学问题，深入研究组蛋白甲基转移酶家族及其复合体的功能与结构基础，阐明组蛋白甲基化建立的分子基础；通过对组蛋白甲基化修饰阅读蛋白家族及其复合体的研究，解析组蛋白甲基化修饰行使生理功能的分子基础；通过研究组蛋白变体及核小体组装和重塑蛋白及复合体，揭示组蛋白甲基化修饰在染色质动态及传承中的分子基础；通过研究各种关键调控蛋白质间的相互作用，分析植物开花及生殖发育的分子调控机制；通过蛋白质组学研究揭示生殖细胞中组蛋白甲基化维持、去除和传承的蛋白质基础。
以上的研究不仅将在基础研究领域获得一批原创性学术成果，也将为农业生产和生物技术利用等提供理论依据。
总体研究方案如下图：
2、创新点与特色：
（1）科学问题的前沿性：
本项目以国家粮食安全重大需求为导向，瞄准国际科学前沿，凝练研究目标，集中开展植物表观遗传调控关键蛋白质的功能、结构与相互作用研究，建立植物开花和生殖发育的表观遗传调控网络，为作物遗传育种提供理论依据。
（2）研究方法的系统性：
将蛋白质结构与功能鉴定相结合，体外与体内分析相结合，分子、细胞、个体多层次研究相结合，围绕蛋白质结构、体内体外功能、蛋白质相互作用、蛋白质与DNA/RNA相互作用，蛋白质在细胞中及染色质上的定位及动态变化，以及调控植物个体发育的分子网络全方位展开，对植物表观遗传调控机理在分子、细胞和个体的多个层面开展系统性研究。
（3）研究体系的独特性：
项目所涉及的研究材料拟南芥和水稻，既有模式植物的有利特点，水稻又是我国主要的农作物之一。
因此，研究技术和途径易于实施，保证了研究的深度和水平，又与农业生产目标紧密结合，使研究结果产生直接的农业效益。
3、可行性分析：
（1）资源优势：
水稻和拟南芥的基因组测序已完成，功能基因组和蛋白组学的平台建设技术已比较完善。
项目参加者已拥有一批与本项目直接相关的拟南芥和水稻突变体、多突变体、过表达或带有标签（如荧光蛋白CFP、GFP、YFP、RFP以及HA、FLAG等标签）的转基因植物，为体内功能研究奠定了基础。
大部分项目中所涉及的蛋白质（全长或部分）已在大肠杆菌中成功表达及纯化，而且部分蛋白质已获得专一性单克隆或多克隆抗体，为结构分析和功能研究提供了保障。
（2）研究优势：
本项目的研究内容建立于已有的工作基础之上，并综合考虑了各个研究组的优势与互补。
参加项目的研究组已具备了较好的研究基础和条件，相关的工作已有多篇论文在国际权威刊物上发表（详见研究队伍）。
已经取得的研究成果表明我们在植物表观遗传学领域有较强的国际竞争力，特别是目前研究团队已有较好的合作基础，完全可以保证本项目的顺利实施。
（3）人才优势：
项目组主要成员有多年从事生物化学、结构生物学、表观遗传学、发育生物学、遗传学和细胞生物学研究经验，在Nature、Science、NatureCellBiology、GeneandDevelopment、CurrentBiology、EMBOJournal、Development、MolecularandCellularBiology、MolecularBiologyoftheCell、PNAS、Proteomics、ThePlantCell、ThePlantJournal、PlantPhysiology等国际重要刊物上发表多篇相关论文，这为深入开展植物表观遗传学研究奠定了良好的科学和人才基础。
同时本项目在已有优势人才的基础上，围绕关键科学目标进一步优化了现有队伍，建立起优势互补、联合攻关的协作团队。
4、课题设置：
各课题间相互关系
本项目设置的四个课题紧紧围绕组蛋白甲基化修饰建立、阅读和传承的分子基础这一重大科学问题，解析重要调控蛋白质的功能、结构、互作网络与组学分析。
四个课题之间相互衔接、呼应并有机地结合在一起，其关系可由下图来说明。
课题一和课题三的研究结果可以相互验证，并将具有重要生理功能的蛋白质提供给课题二进行结构生物学研究，将重要的材料如突变体、转基因植物或蛋白质样品等提供给课题四进行蛋白质组分析。
课题二和课题四的研究发现，如重要结构域或新的蛋白质，需要联合课题一和课题三进行体外、体内功能验证。
课题1组蛋白甲基化修饰重要调控蛋白质的功能鉴定
研究目标：
阐明组蛋白甲基化修饰建立、识别和继承中关键蛋白质的生化功能、在细胞中的定位和动态变化以及功能结构域分析。
在国际著名学术刊物上发表有较高学术影响的论文并申请相应的知识产权，发表论文10篇（SCI影响因子累计超过50）以上。
培养博士研究生10人，博士后3人。
研究内容：
设置思路：
组蛋白甲基化修饰建立、识别和继承是表观遗传学的核心内容，因此，充分解析这一生物学过程中关键蛋白质的功能是整个项目的研究基础。
以模式植物拟南芥和水稻为材料，利用突变体以及带有标签蛋白的转基因植物，结合生物化学、分子生物学、细胞生物学以及活细胞成像等现代生物学研究手段和技术，重点研究组蛋白甲基转移酶、甲基阅读蛋白、组蛋白变体、核小体组装蛋白和染色质重塑蛋白的体内、体外功能，阐明上述表观遗传重要调控蛋白质发挥生理作用的分子机制。
主要研究内容包括：
（1）利用重组技术，体外表达和纯化各种植物SET结构域蛋白（SDG2、SDG25和SDG701，SDG8、SDG26和SDG725，KYP和SDG714，CLF）和组蛋白甲基化阅读蛋白（LHP1、MRG等）以及这些蛋白质的功能结构域，研究其酶活性、底物特性以及甲基化修饰位点的特异性，阅读蛋白对不同修饰组蛋白的识别与结合活性。
（2）利用突变体以及带有标签蛋白的转基因植物和各种自制及商品化的专一性抗体，结合ChIP、免疫定位、免疫共沉淀等技术，研究核小体组装蛋白（组蛋白H2A-H2B的分子伴侣NAP1、NRP，H3-H4的分子伴侣CAF1、ASF1、HIRA）在核小体组装/去组装过程中，染色质重塑蛋白（INO80、ISWI）在染色质重塑过程中，对组蛋白修饰及组蛋白变体（H2A/H2A.Z,H3.1/H3.3）的选择，分析组蛋白甲基转移酶、甲基阅读蛋白、核小体组装蛋白、染色质重塑蛋白之间的体内相互作用。
（3）采用活细胞成像技术，研究上述表观遗传重要调控蛋白质在植物活细胞内的定位、动态相互作用以及在细胞分裂过程中的传递情况。
（4）利用已有突变体及转基因回复技术，结合晶体结构分析结果，研究上述表观遗传重要调控蛋白质特殊结构域及氨基酸序列的功能。
经费比例：
35%
承担单位：
复旦大学、中国科学院上海生命科学研究院、湖南农业大学
课题负责人：
沈文辉
学术骨干：
方玉达、阮颖、朱炎、俞瑜
课题2组蛋白甲基化修饰重要调控蛋白质的结构分析
研究目标：
通过分析组蛋白甲基化修饰建立、识别和传承中关键蛋白质或蛋白复合体的晶体结构，在分子水平阐述这些蛋白质发挥功能的机制。
在国际著名学术刊物上发表有较高学术影响的论文并申请相应的知识产权，发表论文5篇（SCI影响因子累计超过50）以上。
培养博士研究生10人，博士后2人。
研究内容：
设置思路：
植物表观遗传重要蛋白质及蛋白复合体的结构信息十分缺乏，极大限制了对这些蛋白质的深入研究。
本课题主要利用蛋白质晶体和X射线衍射等结构生物学技术，测定课题1中所列部分蛋白质、蛋白质复合物的三维结构，并根据结构分析的结果，与第一和第三课题合作利用植物丰富的突变体资源，回到植物体内进行功能验证。
主要研究内容包括：
（1）植物组蛋白甲基转移酶及其相关复合物的结构研究
研究拟南芥或水稻组蛋白甲基转移酶及其与底物复合物的三维结构，包括SDG2、SDG8、CLF、ATXR5/ATXR6等。
研究PRC1和PRC2复合物组成蛋白之间的相互作用区域以及CLF与非编码RNACOLDAIR的相互作用，测定上述复合体的三维结构。
（2）植物组蛋白甲基阅读蛋白及其相关复合物的结构研究
通过晶体结构分析植物LHP1蛋白特异性识别H3K27me3的结构基础，分析甲基阅读蛋白MRG的N-端Chromo结构域对H3K36Me3的特异性识别以及C-端的MRG结构域与其结合蛋白的相互作用。
（3）植物核小体组装蛋白及其复合物的结构研究
研究ASF1和组蛋白H3复合物的三维结构，NAP1与组蛋白H2A和H2B的三维结构，揭示植物染色质组装的分子机制。
（4）植物组蛋白甲基化相关的DNA甲基化结合蛋白的结构研究
测定VIM1的SRA结构域与不同甲基化修饰DNA复合物、VIM1的PHD结构域与甲基化组蛋白的复合物以及VIM1的RING结构域与其它结合蛋白复合物的三维结构，并对植物中连接DNA甲基化和组蛋白甲基化的分子机制进行深入研究。
经费比例：
20%
承担单位：
中国科学院上海生命科学研究院、复旦大学
课题负责人：
黄旲
学术骨干：
麻锦彪
课题3组蛋白甲基化修饰重要调控蛋白质的互作网络
研究目标：
阐明组蛋白甲基化修饰调控植物开花和生殖发育的分子互作网络。
在国际著名学术刊物上发表有较高学术影响的论文并申请相应的知识产权，发表论文10篇（SCI影响因子累计超过50）以上。
培养博士研究生10人，博士后3人。
研究内容：
设置思路：
组蛋白甲基化修饰调控植物重要的发育过程开花与生殖，与农业生产密切相关。
本课题以拟南芥、水稻为材料，利用各种突变体以及转基因植物，结合分子生物学、分子遗传学以及生物信息学等研究手段，重点分析组蛋白甲基化修饰调控植物开花和生殖发育的分子互作网络。
主要研究内容包括：
（1）利用ChIP-on-Chip或ChIP-Seq等技术，结合生物信息学，分析组蛋白甲基转移酶SDG2、SDG8和CLF、甲基阅读蛋白LHP1和MRG、核小体组装蛋白ASF1和NAP1以及染色质重塑蛋白INO80和ISWI在基因组水平对目的基因的识别。
（2）利用各种表观遗传突变体及转基因标记植物，围绕控制植物开花的关键基因FLC以及调控生殖母细胞建成的重要基因SPL，分析不同组蛋白甲基转移酶的协同作用。
（3）利用各种表观遗传突变体及转基因标记植物，运用酵母杂交、Pull-down、和Co-IP等技术，分析调控植物生殖发育的关键转录因子与组蛋白甲基转移酶、甲基阅读蛋白、核小体组装蛋白以及染色质重塑蛋白等表观调控因子的体内相互作用。
经费比例：
25%
承担单位：
中国科学院上海生命科学研究院、复旦大学
课题负责人：
黄海
学术骨干：
马红、戚继、徐麟
课题4组蛋白甲基化修饰重要调控蛋白质的蛋白质组解析
研究目标：
研究生殖细胞发育过程中组蛋白甲基化修饰的动态变化，明确表观遗传信息传递的蛋白质基础。
在国际著名学术刊物上发表有较高学术影响的论文并申请相应的知识产权，发表论文5篇（SCI影响因子累计超过50）以上。
培养博士研究生10人，博士后2人。
研究内容：
设置思路：
近几年的研究已证明组蛋白甲基化修饰调控性细胞的分化、发育及其基因组遗传信息的精确维持，同时性细胞的表观遗传信息能通过受精传递到合子，从而调控胚胎的基因表达，但是目前对植物性细胞发育表观遗传调控及其表观遗传信息传递的机制尚缺乏了解。
本课题利用蛋白质组学、生物化学、细胞生物学等研究手段，系统研究水稻和拟南芥生殖细胞与体细胞中组蛋白甲基化修饰和组蛋白变体的不同特征，鉴定组蛋白甲基化修饰重要调控蛋白质的结合蛋白及蛋白复合体。
主要研究内容包括：
（1）组蛋白变体及组蛋白甲基化修饰在减数分裂及有丝分裂过程中的模式及继承：
利用各种抗体或转基因标记植物，结合免疫原位和细胞生物学技术，分析组蛋白变体及各种组蛋白甲基化修饰在不同细胞分裂过程中的变化特征。
（2）生殖细胞组蛋白及其甲基化修饰特征分析：
富集生殖细胞与体细胞，分离纯化组蛋白成分，与体细胞比较研究生殖细胞组蛋白的组成和修饰特征，鉴定生殖细胞特异的组蛋白及其甲基化修饰位点。
（3）组蛋白甲基化修饰重要调控蛋白质及复合体的分离鉴定：
通过高通量的蛋白质组技术，分析生殖细胞的蛋白质组，筛选优势表达的甲基转移酶以及其它调控蛋白质。
通过mChIP等技术分离鉴定组蛋白甲基化修饰重要调控蛋白质的结合蛋白及蛋白复合体。
经费比例：
20%
承担单位：
中国科学院植物研究所、复旦大学
课题负责人：
王台
学术骨干：
刘建祥、金红
四、年度计划
研究内容
预期目标
第
一
年
1，体外表达及纯化可溶性的重组蛋白质，包括SET结构域蛋白、组蛋白甲基阅读蛋白、核小体组装蛋白、染色质重塑蛋白和组蛋白变体的全长或结构域；
2，制备识别上述蛋白质的抗体并验证；
3，构建及鉴定缺失上述蛋白质的植物突变体；
4，构建过量表达融合标签蛋白的上述蛋白质的转基因植物；
5，将转基因植物与相关突变体杂交，将标记蛋白质导入突变体；
6，完善生殖细胞分离与富集方法；
7，利用纳米材料实现组蛋白甲基化修饰的富集；在MALDI靶板上实现组蛋白甲基化修饰的靶上直接富集、除盐鉴定的新方法。
1，获得全长蛋白质或功能结构域；
2，获得特异性单克隆及多克隆抗体；
3，获得植物突变体及各种标签蛋白标记的转基因植物；
4，建立生殖细胞分离与纯化技术；
5，建立适合组蛋白甲基化修饰鉴定的富集新方法。
第
二
年
1，体外测定SET结构域蛋白或功能结构域的酶活性和底物特性，利用突变体分析体内酶活性；
2，体外分析组蛋白甲基阅读蛋白对不同修饰组蛋白的体外结合能力，利用突变体分析体内识别情况；
3，体外分析核小体组装蛋白/染色质重塑蛋白与组蛋白及变体的结合能力，利用突变体分析体内核小体密度变化情况；
4，利用荧光蛋白标记的转基因植物分析表观调控蛋白质的亚细胞定位；
5，摸索上述蛋白与其底物及蛋白复合物的晶体生长条件；
6，利用获得的抗体以及含有融合标签蛋白的转基因植物，进行染色质免疫沉淀分析（ChIP）；
7，在ChIP实验的基础上，进行基因组范围内的ChIP-on-Chip或ChIP-seq实验，分析ChIP-on-Chip和ChIP-seq实验数据；
8，继续构建突变体及将各种标签蛋白导入相关突变体，继续构建表观调控因子缺失的高级突变体；
9，分离与富集生殖细胞与体细胞组蛋白；
10，利用2DnanoHPLC的高分辨能力实现组蛋白及其酶解肽段的快速、高效分离；利用Orbitrap的高分辨和高灵敏鉴定实现组蛋白甲基化修饰的鉴定。
1，明确SET结构域蛋白的酶活力及甲基化修饰特异性；
2，明确组蛋白甲基阅读蛋白的识别特异性；
3，明确核小体组装蛋白/染色质重塑蛋白对组蛋白的选择特点及对染色质结构的影响；
4，明确上述蛋白质在植物细胞中的定位情况；
5，得到可用的复合物晶体，并根据初筛得到的条件进行优化，制备得到重原子衍生物；
6，获得表观调控因子在植物体内作用的靶基因；
7，初步建立表观调控因子对靶基因的调控网络；
8，获得各种荧光蛋白标记的突变体植物，获得影响植物开花或生殖发育的各种表观调控因子缺失的高级突变体；
9，建立适于生殖细胞等微量材料组蛋白分离的技术体系；
10，建立一种适合组蛋白甲基化修饰的HPLC分离和质谱鉴定方法；
11，发表论文2篇以上，申请专利2项以上；
12，完成项目中期总结。
第
三
年
1，采用活细胞成像技术，研究上述表观遗传重要调控蛋白质在不同缺失突变体内的定位变化；
2，动态追踪表观调控蛋白质及组蛋白变体在细胞分裂过程中的传递情况；
3，对有相互作用的表观因子，利用不同荧光标记，分析其体内的动态相互作用；
4，根据体外、体内功能分析，结合课题一和课题二的分析，对关键结构域进行体内功能验证；
5，用X-射线衍射的方法解析复合物的晶体结构；
6，挑选功能重要的表观调控因子作用的靶基因，进行体内验证，并获得突变体；
7，以FLC为模型，利用所构建的表观因子缺失的高级突变体，建立开花途径中表观调控蛋白质的相互作用网络。
以SPL为模型，建立生殖发育途径中表观调控蛋白质的相互作用网络；
8，根据靶基因，寻找重要转录因子，根据高级突变体，分析表观调控因子之间的相互作用。
利用酵母杂交、Pull-down或Co-IP等技术，分析关键转录因子、表观调控因子之间的蛋白相互作用；
9，采用制备的抗体或商业标签抗体，利用转基因材料，通过免疫共沉淀的方法，结合蛋白质组学相关方法，得到蛋白-蛋白复合物和/或蛋白-DNA复合物；
10，利用ETD的碎裂模式互补的特征实现组蛋白甲基化修饰位点的高灵敏和高覆盖鉴定；
11，生殖细胞组蛋白甲基化与组蛋白变体的蛋白质组解析；
12，组蛋白甲基化修饰重要蛋白质与蛋白质复合体的分离富集。
1，明确表观遗传重要调控蛋白质在植物活细胞中的定位、动态相互作用及在细胞分裂过程中的传递，深入了解这些蛋白质的体内功能；
2，测定甲基转移酶与底物的三维结构；测定甲基转移酶与非编码RNA的三维结构；测定组蛋白甲基阅读蛋白、核小体组装蛋白、染色质重塑蛋白与组蛋白的三维结构；
3，阐述上述表观调控因子调控靶基因的分子机制
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