表观遗传现象与外界环境条件变化紧密相关,它参与植物的生长发育、胁迫响应、衰老死亡等重要生命过程并在其中起到关键作用。蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）作为豆科牧草的模式物种,目前关于其生长发育的表观遗传学研究已相继展开,然而表观遗传调控其响应非生物胁迫的研究鲜有报道。本研究以蒺藜苜蓿为材料,探究其在盐、干旱、高温和低温胁迫下的表观遗传特征,并筛选参与逆境胁迫的表观遗传相关生物学过程及调控基因;同时对参与表观遗传修饰的多梳蛋白复合体（Polycomb group,PcG）家族进行全基因组鉴定及蛋白互作分析、系统进化分析、共线性分析和表达模式分析;根据鉴定结果对关键成员MtBMI1进行亚细胞定位和拟南芥（Arabidopsis thaliana）组织GUS化学染色分析,进一步过表达转化拟南芥开展功能研究。主要研究结果如下:1.四种非生物胁迫改变了蒺藜苜蓿DNA甲基化和组蛋白修饰水平。其中DNA甲基化含量在四种胁迫下均升高,而甲基化组蛋白含量仅在盐胁迫下升高,其余三种胁迫下降低,泛素化组蛋白含量在盐和低温胁迫下升高,高温胁迫下降低,干旱胁迫下变化不显著,乙酰化组蛋白含量在四种非生物胁迫下均降低。说明表观遗传参与了蒺藜苜蓿在逆境胁迫下的调控过程,但不同表观修饰间的调控方式存在明显差异。进一步开展相关性分析表明6-甲基腺嘌呤和乙酰化组蛋白与控制叶片形态指标呈显著正相关,而与逆境相关生理指标呈极显著负相关。2.筛选获得234个核心基因和193个差异表达基因参与表观遗传调控。其中基因集富集（Gene set enrichment analysis,GSEA）分析结果表明盐胁迫和低温胁迫下的最大调控网络分别为组蛋白去乙酰化和组蛋白乙酰化,干旱胁迫和高温胁迫下的最大调控网络均为组蛋白甲基化;GO富集分析结果表明盐、干旱、低温和高温胁迫中分别有77、88、30和76个差异表达基因被富集到52、49、42和48个与表观遗传相关的生物学过程中。3.首次在蒺藜苜蓿中鉴定得到64个参与表观修饰的PcG成员,所有基因不均匀分布在8条染色体上。其中34个PcG蛋白存在互作关系;37个PcG基因靶向113个mi RNAs。PcG蛋白与大豆（Glycine max）的共线性基因最多（36个）,而与水稻（Oryza sativa）、二穗短柄草（Brachypodium distachyon）和高粱（Sorghum bicolor）三种单子叶植物的共线性基因最少（8个）。同时蒺藜苜蓿PcG基因受不同胁迫和不同激素诱导表达,且PcG家族各成员包含多种对环境刺激和胁迫响应相关的顺式作用元件。4.MtBMI1是蒺藜苜蓿PcG家族中鉴定到的唯一BMI1成员,该基因全长5,386 bp,具有7个外显子和6个内含子。CDS全长为1,290 bp,共编码429个氨基酸序列。MtBMI1具有zf-C3HC4和RAWUL两个保守的功能结构域,蒺藜苜蓿MtBMI1与菜豆（Phaseolus vulgaris）Pv BMI1-1和大豆Gm BMI1-1亲缘关系更接近。烟草（Nicotiana tabacum）表皮亚细胞定位结果表明该基因编码的蛋白定位在细胞核上。同时GUS化学染色结果表明在成熟的拟南芥花序及柱头、花茎和果柄中具有较强的MtBMI1启动子表达活性。5.将MtBMI1在拟南芥中过表达进行功能分析。结果表明转基因拟南芥H2AK119ub组蛋白含量相比野生型显著升高,同时干旱处理后的转基因株系相比野生型产生明显的失水表型,且根长与根鲜重显著低于野生型,丙二醛含量和脯氨酸含量显著高于野生型。另外,与表观修饰相关的12个基因在转基因拟南芥中表达量均普遍上调,在干旱处理后表达水平进一步升高。说明MtBMI1在蒺藜苜蓿干旱胁迫响应中发挥负调控作用,同时该基因对拟南芥其他表观修饰会产生一定影响。