我国科学院遗传与发育生物学研讨所与合作伙伴完结的水稻冷习惯调控机制研讨，初次分子水平证明环境诱导的表观遗传变异可介导习惯性性状的跨代遗传。

  2.研讨团队经过解析水稻北移栽培过程中的耐寒习惯性演化规则，成功取得耐寒性显着提高且遗传安稳的水稻株系。

  3.该研讨提醒表观遗传调控分子机制，低温钳制经过按捺DNA甲基转移酶MET1b的表达，导致ACT1发动子区甲基化保持受阻，构成低甲基化表观等位型。

  4.研讨还发现水稻冷习惯驯化位点ACT1基因序列高度保存，但其DNA甲基化状况出现多态性，且显着相关水稻的耐冷性。

  中新网北京5月23日电 (记者 孙自法)早在达尔文提出天然选择学说之前，进化论前驱拉马克就提出闻名的“取得性遗传”理论，以为生物体可以随外界环境改动自动做出改动，并将取得的有利性状安稳遗传给子孙，但由于缺少直接的分子遗传学依据，这一理论长期存在争议。

  针对物种环境习惯性进化这一生命科学范畴的严重科学问题，我国科学院遗传与发育生物学研讨所(遗传发育所)曹晓风院士团队与合作伙伴最新完结的水稻冷习惯调控机制研讨，为该争议画上了句号。

  研讨团队经过解析水稻北移栽培过程中的耐寒习惯性演化规则，初次在分子水平证明环境诱导的表观遗传变异可介导习惯性性状的跨代遗传，为“取得性遗传”理论供给了直接依据。

  北京时刻5月22日夜间，其相关效果论文在世界闻名学术期刊《细胞》(Cell)上线宣布。审稿专家点评称，该研讨逾越了传统达尔文进化理论结构，为了解习惯性进化供给了新范式。

  一起，该研讨还创立“窘境驯化-表观变异判定-精准修改”的作物定向抗逆育种新思路，将为应对全球气候均匀状况随时刻的改动下的农业生产应战供给立异性解决方案。

  研讨团队介绍说，本项研讨立异树立多代接连冷钳制挑选体系，针对水稻对低温最灵敏的减数分裂期进行冷钳制处理。经过三代定向选择，成功取得耐寒性显着提高且遗传安稳的水稻株系。该取得性性状出现显性遗传特征，且能在撤消低温钳制后的常温条件下至少安稳遗传五代。

  经过多组学剖析，研讨团队发现阿拉伯半乳糖蛋白基因ACT1发动子区的甲基化缺失是要害变异位点，该变异使ACT1表达不再受低温按捺。经过DNA甲基化修改体系对ACT1发动子甲基化状况进行靶向润饰，本项研讨成功完成耐冷性的定向调控，确证了表观遗传变异的因果性。

  分子机制研讨标明，低温钳制经过按捺DNA甲基转移酶MET1b的表达，导致ACT1发动子区甲基化保持受阻，构成低甲基化表观等位型。进一步研讨之后发现，ACT1发动子的甲基化变异区域存在转录因子Dof1的结合位点，其结合对DNA甲基化灵敏。Dof1为一个受冷诱导表达的激活型转录因子，敲除后显着下降孕穗期的耐冷才能。

  这些研讨提醒了完好的冷习惯调控通路：低温钳制下调甲基转移酶MET1b的表达，引发ACT1发动子DNA甲基化丢掉，促进Dof1的结合，然后激活ACT1表达，赋予水稻耐冷性。

  研讨团队指出，天然变异剖析发现，ACT1基因序列高度保存，但其DNA甲基化状况出现多态性，且显着相关水稻的耐冷性。

  本项研讨对来自我国3个首要稻区的131份农家种的DNA甲基化剖析标明，低纬度热带和亚热带气候的华南和华中稻区88%以上的农家种含高甲基化ACT1，而高纬度冷凉气候的东北稻区则显着富集低甲基化ACT1。这种“南高北低”的DNA甲基化梯度散布，暗示ACT1表观变异为水稻北迁冷习惯中要害驯化位点。

  曹晓风院士总结表明，这项研讨体系说明冷钳制诱导的DNA甲基化变异在水稻习惯高纬度低温度的环境中的要害作用，并提醒表观遗传调控在物种快速环境习惯中的分子机制，然后为拉马克取得性遗传理论供给了分子层面上的直接依据。(完)