2025年5月22日,《细胞》(Cell)在线发表中国科学院遗传与发育生物学研究所研究成果。研究人员创新性设计多代连续冷胁迫筛选实验体系,通过在水稻对低温最敏感的减数分裂期施加冷胁迫,经过三代筛选成功获得了耐冷性显著增强的稳定株系。通过整合多组学分析和自然变异分析,锁定阿拉伯半乳糖蛋白基因ACT1启动子区的甲基化缺失是关键突变位点。该研究发现了冷胁迫可诱发水稻产生稳定遗传的DNA甲基化变异,促进其适应高纬度区域的低温气候,揭示了物种通过表观遗传变异快速适应环境变化的分子基础,为拉马克获得性遗传理论(获得性遗传指生物个体因外界环境影响形成具有适应性的性状,并能通过遗传传递给后代的现象)提供了分子层面上的直接证据。同时,阐明了表观自然变异对作物耐逆适应性的关键调控作用,创建了“逆境驯化—表型筛选—变异鉴定—精准编辑”的作物定向抗逆育种新思路,将为应对全球气候变化下的农业生产挑战提供创新性解决方案。
(信息来源:《细胞》 农业农村部科技发展中心供稿)