1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
农作物的生长必须在一定的温度范围内才能进行，并且只有热量条件到达一定的界限才能进行发育，使农作物产生经济效益。当温度低于农作物所能忍受的底限时，就会发生冷害。冷害在世界上分布范围很广，主要在高海拔、高纬度的农作物区出现，我国东北地区以及云贵高原地区受害程度深，严重威胁粮食的稳产与高产。不过由于人类大量使用化石燃料造成大气中co2含量上升，使得全球气候异常，气候异常导致气候更加难以预测，冷害的到来也更加突然。由于co2含量的增加，相关研究预测冬小麦的种植区域与种植制度都有可能造成改变[1]。为了应对危害大而且预测难度上升的冷害，比较经济的思路是提高植物对寒冷胁迫的耐受性[2]。研究植物体内在冷处理前后的生物学变化，可以为以后研究耐寒农作物提供理论基础。
6ma即n6-甲基腺嘌呤，是指腺嘌呤6位氮原子的甲基化修饰，在原核生物以及真核生物中广泛存在。6ma最初是在细菌的dna上被发现，主要参与细菌dna的复制以及细菌细胞自身的防御[3]。由于6ma在生物体内的含量比另一种dna上的甲基化-5-羟甲基胞嘧啶要少，生物学家们一直更为关注5-羟甲基胞嘧啶，对6ma的研究处于比较基础的阶段。在衣藻以及大麦的体内，前人发现6ma主要分布在基因的转录起始位点上，而且这些基因大多数是活跃表达的，这说明6ma与基因活跃表达的标记[4~5]。最近发表有研究者更近一步，发现在不同的环境胁迫下，老鼠脑部的6ma受到调节产生变化[6]。这些研究结果说明6ma参与生物应对外界环境、调节自身基因表达的过程。研究农作物耐冷机制的文章多集中于挖掘植物抵御冷胁迫的基因或者蛋白，例如最近克隆分析了拟南芥抗寒基因ice1功能[7],并且拟南芥中的耐寒基因在番茄中异源表达可以增强番茄的耐寒性[8]，过表达香樟cccbfs也可以提高提高转基因拟南芥抗寒能力[9]，这些研究表明植物抗寒机制具有一定的普适性。不过研究植物基因组在冷胁迫前后甲基化水平与位置的变化的较少，而6ma作为在dna上最近方才备受瞩目的甲基化修饰，与植物冷胁迫之间的关系更不明了。本课题正是着力于研究6ma修饰与冷胁迫之间的关联。
拟南芥被称为“植物中的果蝇”，属于自花授粉植物，拟南芥中的基因被研究地比较透彻，有利于近一步的遗传学研究[10]。虽然拟南芥不属于农作物，不能带来经济效益，但是对于研究dna甲基化修饰与冷胁迫之间的关系这样新的课题，可以更好更清楚地揭示二者之间的关联，可以为以后在基因组复杂的农作物中研究6ma修饰打下坚实的基础。
2. 研究的基本内容和问题
课题主要研究，模式植物拟南芥在经历4摄氏度下冷处理4小时处理后，体内的DNA上6ma修饰水平的变化。希望阐明6ma修饰与冷胁迫之间是呈现正相关的关系还是负相关的关系。对于6ma的研究属于表观遗传学的范围，植物通过DNA上的修饰的变化来应对冷胁迫，几乎不可能是DNA修饰直接参与冷胁迫的应对，应当是通过调节植物体内的基因表达来应对冷胁迫。植物基因组主要分为3’端非翻译区，5’端非翻译区，转录起始位点，转录终止位点，内含子，外显子，基因间区域等部分，分析检测出的6ma峰在这些区域的分布特征。虽然前辈科学家检测发现6ma主要在转录起始位点区域，并且是与基因的表达呈正相关的关系，但是在植物中6ma可能会有不一样分布模式。对6ma分布区域进行基因本体论的分析，可以揭示6ma在拟南芥发育中参与的诸多通路。结合6ma在拟南芥基因中的分布以及拟南芥基因组中已经发现的抗冷胁迫基因，可以分析出6ma对抗冷基因的调节作用。
最终系统地揭示出6ma在冷胁迫前后的变化，以及6ma变化所导致的拟南芥基因表达的改变。
3. 研究的方法与方案
技术路线
免疫共沉淀实验结合高通量测序技术已经成为研究dna甲基化的主要手段，较为成熟，因此实验的可行性较高。
4. 研究创新点
6ma虽然在上个世纪已有发现，但是以前一直都没有受到过多的关注，因此相关研究比较少，研究处于比较基础的理论阶段，较少与实际农业问题结合。而本研究将6ma与植物抗冷胁迫这一农业实际问题结合。研究农作物耐冷机制的文章多集中于挖掘植物抵御冷胁迫的基因或者蛋白，研究植物基因组在冷胁迫前后甲基化水平与位置的变化的较少。而6ma作为在dna上最近方才备受瞩目的甲基化修饰，与植物冷胁迫之间的关系更不明了。本课题正是着力于研究6ma修饰与冷胁迫之间的关联。选题较为新颖。
后续的分析没有利用大众化的分析软件，而是研究者编写通过编写python程序分析6ma的分布特征以及与拟南芥中抗冷基因的关系。在研究手段上具有创新性。
5. 研究计划与进展
研究计划
2019.9-10 linux平台学习，python编程学习，生物信息软件的了解
2019.12.9-12.14：对fastq格式序列文件进行质量控制
