來自東北師范大學、香港中文大學、華盛頓州立大學等機構的研究人員在水稻研究中證實，一個重要的CG甲基化酶發(fā)生突變，可引起全基因組低甲基化，基因組表達失調(diào)以及幼苗死亡。這些研究結果發(fā)表在《美國國家*院刊》（PNAS）上。 
東北師范大學長江學者劉寶（Bao Liu）教授和華盛頓州立大學的Diter von Wettstein教授是這篇論文的共同通訊作者。劉寶教授主要從事植物基因組進化和利用遠緣雜交及生物技術進行作物遺傳改良的研究。在植物異源多倍體基因組進化和利用野生稻改良水稻等方面取得多項成果。
CG胞嘧啶甲基化(mCG)是一種存在于大多數(shù)真核生物基因組中的重要表觀遺傳標記，其在發(fā)育、表觀遺傳信息傳遞和基因組穩(wěn)定中發(fā)揮至關重要的作用。動物和植物之間這一表觀遺傳標記在許多方面存在一些重要的差異。例如，在哺乳動物體細胞中，甲基化胞嘧啶(mCs)幾乎*存在于CG序列背景中，在DNA復制過程中CG甲基化(mCG)是通過單一的CG甲基化酶DNMT1 進行維持（延伸閱讀：華東師范大學Nature子刊文章 ）。
在植物中胞嘧啶甲基化則更為復雜一些，其發(fā)生在CG、CHG和CHH（H可指A、T或C）等序列背景下，由多個具有*及重疊功能的酶建立及維持。在雙子葉模式植物擬南芥中，mCG是通過一種重要的CG甲基化酶MET1來維持。MET1無效突變可導致整體低甲基化和多向性發(fā)育障礙。
水稻是一種單子葉模式植物。在這篇文章中，研究人員確定了水稻的重要CG甲基化酶OsMet1-2的一個無效突變體的特征。他們從正常的雜合子植物(OsMET1-2+/−)中直接分離出了OsMet1-2基因突變的純合子(OsMET1-2−/−)種子，證實這些OsMET1-2−/−種子嚴重發(fā)育不良，所有的發(fā)芽的幼苗均經(jīng)歷了快速的壞死性死亡。
他們發(fā)現(xiàn)與野生型相比較，突變體的甲基化組（methylome）發(fā)生了全基因組mCG喪失，并伴隨多個量化分子表型，包括多個蛋白質(zhì)編碼基因異常表達，轉(zhuǎn)座因子激活和抑制，以及小RNA譜改變。
新研究揭示出了水稻和擬南芥之間CG甲基化酶的保守性以及一些不同的功能差異。這些研究結果對于增進我們了解胞嘧啶甲基化在單子葉植物中生物學作用，以及表觀遺傳操控谷類作物具有重要的意義。