水稻(Oryza sativa)作为世界上最重要的粮食作物之一,影响着全世界50%以上的人口;然而,在世界上诸多的水稻产区,水稻的生产受到多种病害的严重影响,其中最为重要的是由稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引起的稻瘟病。据统计,平均每年因稻瘟病菌侵染导致的水稻减产达到10%-30%,甚至颗粒无收。与此同时,传统的通过使用杀菌剂等方法并不能行之有效的降低稻瘟病菌侵染造成的产量损失。因此,研究稻瘟病侵染的致病机理、培育持久有效的抗病品种对水稻粮食生产至关重要。近年来越来越多的研究显示,表观遗传修饰在植物响应病原菌侵染过程中发挥着重要的作用,尤其是DNA甲基化修饰。DNA甲基化修饰在真核生物中是保守存在的,具有调控基因表达和抑制转座子活性的重要作用。此外,DNA甲基化在调控转录过程,比如可变剪接(Alternative splicing)的过程也同样发挥着重要作用。已知可变剪接在植物响应生物和非生物胁迫下会通过调控基因表达来发挥作用。因此,本研究寄希望于研究水稻在稻瘟病菌侵染过程中DNA甲基化的动态变化及其对可变剪接的作用和两者共同调控的病原胁迫响应基因参与的抗病过程。本研究通过对稻瘟病菌接种不同时期(0天、1天、3天、5天)的水稻叶片进行全基因组DNA甲基化测序(whole genome bisulphite sequencing,BS-seq)和全转录组测序(RNA sequencing,RNA-seq),关联分析DNA甲基化动态变化和可变剪接的关系,揭示水稻应答稻瘟病菌侵染基因表达网络的动态变化,重点关注病原菌响应基因和多种胁迫应答基因。分析结果发现:(1)在稻瘟病菌侵染后的水稻中,超过39%的多个外显子基因经历了可变剪接。在鉴定的各种可变剪接事件中,内含子滞留(intron retention,IR)是最主要的可变剪接形式,占所有可变剪接事件的40%以上;(2)基因区间CG序列环境的甲基化与基因表达呈现正相关,而CHG,CHH序列环境的甲基化与基因表达呈负相关。此外,与先前在其他植物中的研究相一致,在基因区间,中高表达水平的基因的CG序列环境的甲基化水平是最高的;(3)三种序列环境的DNA甲基化均能够在正负两个方向影响可变剪接,即三种序列环境的DNA甲基化既能够促进可变剪接的发生,也能够抑制可变剪接的发生。与此同时,本研究还发现,三种序列环境的DNA甲基化只能影响部分可变的外显子的剪接。综上所述,本研究为水稻在应答稻瘟病菌侵染这一生物胁迫过程中,DNA甲基化如何参与可变剪接发生影响以及相关生物通路基因的表达调控提供了理论和技术支持,并为培育持久抗病的水稻品种提供了表观遗传修饰的新视角,同时为其他农作物的表观遗传修饰研究提供重要的参考资源。