着丝粒是染色体上的特殊区域，在真核生物中决定染色体的传递，通过与纺锤丝作用使染色体正确分向两极。植物着丝粒含有大量的重复序列及反转座子，这些序列是变化的，但着丝粒的功能是保守的。玉米中发现了大量稳定遗传的双着丝粒染色体，虽然其DNA序列不变，但其中一个着丝粒没有功能。本项工作将利用我们在玉米和小麦中发现的着丝粒变异的新材料并结合已建立的高效、准确的植物染色体分析新技术，从DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质免疫共沉淀后深度测序（ChIP-Seq）等方面来研究植物着丝粒的表观遗传学机理。

着丝粒位于染色体的特殊区域，是染色体生物学研究的热点，也是育种的新领域。着丝粒在真核生物中决定染色体的正确分离和取向，确保遗传物质的正确传递。植物着丝粒含有大量的串联重复序列和反转座子，这些序列在不同物种甚至是同一物种的不同染色体上差异较大，但着丝粒功能是保守的。在玉米、小麦中，我们发现大量稳定遗传的双着丝粒染色体，其中一个着丝粒失去活性并伴随着DNA甲基化水平升高；同时，我们发现一系列利用染色体臂上的基因组序列形成的可以稳定遗传的新着丝粒材料。对于这些基因组序列的表观遗传学研究发现DNA甲基化可能参与并维持新着丝粒的形成。对于着丝粒形成和结构的进一步研究有助于推进高效快速育种和相关染色体病变的研究。