被子植物特有的雙受精事件產生了三倍體的胚乳（兩份母源基因組和一份父源基因組，2m:1p），為胚的發育和種子的萌發提供了營養，為被子植物在陸地植被中占據主導地位奠定了重要的物質基礎。同時，由于胚乳中父母源基因組劑量的失衡，產生了一系列非孟德爾遺傳現象特別是基因組印記（genomic imprinting）現象。根據孟德爾遺傳規律，父母源等位基因在子代中應為均等表達，即在三倍體胚乳中遵循2m:1p的表達規律。然而，部分基因卻只表達/偏愛性表達母源或父源的等位基因，受到親本來源的影響（parent-of-origin effects），稱為“印記基因”（imprinted genes）。研究發現被子植物印記基因主要發生在胚乳中，但關于基因印記發生的遺傳機制及其生物學意義一直是困惑遺傳學研究的議題。對于多數真雙子葉植物（包括模式植物擬南芥），其胚乳隨著種子發育很快消失，因而未能較好解析雙子葉植物印記基因在胚乳發育和儲藏物質累積的作用和調控機制。
蓖麻（Ricinus communis, L）是真雙子葉典型的胚乳型油料植物，是種子生物學研究的模式。蓖麻種子具有大的胚乳且在整個發育階段持續存在，為雙子葉植物基因組印記的研究提供了理想材料。在前期蓖麻胚乳印記基因的鑒別、DNA甲基化特征分析和組蛋白修飾分析的基礎上，中國科學院昆明植物研究所種子分子遺傳專題攻關組依托國家重大科技基礎設施中國西南野生生物種質資源庫，聯合西南林業大學西南山地森林資源保育與利用教育部重點實驗室，以蓖麻授粉后不同發育階段的互交胚乳為材料，利用多組學關聯分析和分子實驗驗證，解析了蓖麻胚乳基因組印記發生的表觀調控機制，取得了一些創新性研究結果。一是發現了印記基因在胚乳不同階段呈現出動態的表達特點，主要參與胚乳發育和儲藏物質累積，且母源印記基因（maternally expressed genes，MEGs）和父源印記基因（paternally expressed genes，PEGs）在功能上具有明顯的分化。該研究發現印記基因在萌發的胚乳中持續存在，參與種子萌發過程。二是闡明了DNA甲基轉移酶MET1在中央細胞中的轉錄抑制可能是蓖麻母源基因組DNA去甲基化的重要原因。三是揭示了大部分印記基因（70.2%，92/131）位于基因組保守的非甲基化區域（unmethylated regions，UMRs），表明DNA甲基化對印記基因的表達調控有限。四是證實了等位基因差異的組蛋白修飾（包括激活性修飾H3K4me3、H3K36me3和H3K27ac以及抑制性修飾H3K27me3）是蓖麻胚乳印記基因發生的主要調控方式，且獨立于DNA甲基化途徑。
該研究揭示了印記基因在胚乳不同發育階段的動態性、潛在生物學功能以及組蛋白修飾在蓖麻基因組印記形成中的重要作用，為剖析基因組印記在持續性胚乳發育和種子萌發中的作用和調控機制提供了新認識。近日，相關研究成果以Dynamics of imprinted genes and their epigenetic mechanisms in castor bean seed with persistent endosperm為題，在線發表在《新植物學家》（New Phytologist）上。研究得到國家自然科學基金、中國科學院青年創新促進會、云南省“興滇英才支持計劃”青年人才、中國西南野生生物種質資源庫交叉合作團隊開放研究項目的支持。