首页

vivi女王 小刚

时间:2025-05-26 04:35:13 作者:中国科学家揭示水稻冷适应调控机制 实证“获得性遗传”理论 浏览量:67729

  中新网北京5月23日电 (记者 孙自法)早在达尔文提出自然选择学说之前,进化论先驱拉马克就提出著名的“获得性遗传”理论,认为生物体能够随外界环境变化主动做出改变,并将获得的有利性状稳定遗传给后代,但由于缺乏直接的分子遗传学证据,这一理论长期存在争议。

  针对物种环境适应性进化这一生命科学领域的重大科学问题,中国科学院遗传与发育生物学研究所(遗传发育所)曹晓风院士团队与合作伙伴最新完成的水稻冷适应调控机制研究,为该争议画上了句号。

  首次分子水平证实跨代遗传

  研究团队通过解析水稻北移种植过程中的耐寒适应性演化规律,首次在分子水平证实环境诱导的表观遗传变异可介导适应性性状的跨代遗传,为“获得性遗传”理论提供了直接证据。

  北京时间5月22日夜间,其相关成果论文在国际知名学术期刊《细胞》(Cell)上线发表。审稿专家评价称,该研究超越了传统达尔文进化理论框架,为理解适应性进化提供了新范式。

  同时,该研究还创建“逆境驯化-表观变异鉴定-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。

研究团队开展水稻冷胁迫前的分蘖筛选。中国科学院遗传发育所 供图

  研究团队介绍说,本项研究创新建立多代连续冷胁迫筛选体系,针对水稻对低温最敏感的减数分裂期进行冷胁迫处理。经过三代定向选择,成功获得耐寒性显著提升且遗传稳定的水稻株系。该获得性性状呈现显性遗传特征,且能在撤除低温胁迫后的常温条件下至少稳定遗传五代。

  揭示表观遗传调控分子机制

  通过多组学分析,研究团队发现阿拉伯半乳糖蛋白基因ACT1启动子区的甲基化缺失是关键变异位点,该变异使ACT1表达不再受低温抑制。通过DNA甲基化编辑系统对ACT1启动子甲基化状态进行靶向修饰,本项研究成功实现耐冷性的定向调控,确证了表观遗传变异的因果性。

  分子机制研究表明,低温胁迫通过抑制DNA甲基转移酶MET1b的表达,导致ACT1启动子区甲基化维持受阻,形成低甲基化表观等位型。进一步研究发现,ACT1启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甲基化敏感。Dof1为一个受冷诱导表达的激活型转录因子,敲除后显著降低孕穗期的耐冷能力。

研究团队开展水稻冷胁迫后的表型调查。中国科学院遗传发育所 供图

  这些研究揭示了完整的冷适应调控通路:低温胁迫下调甲基转移酶MET1b的表达,引发ACT1启动子DNA甲基化丢失,促进Dof1的结合,从而激活ACT1表达,赋予水稻耐冷性。

  发现水稻冷适应驯化位点

  研究团队指出,自然变异分析发现,ACT1基因序列高度保守,但其DNA甲基化状态呈现多态性,且显著关联水稻的耐冷性。

  本项研究对来自中国3个主要稻区的131份农家种的DNA甲基化分析表明,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著富集低甲基化ACT1。这种“南高北低”的DNA甲基化梯度分布,暗示ACT1表观变异为水稻北迁冷适应中关键驯化位点。

本项研究成果相关示意图。中国科学院遗传发育所 供图

  曹晓风院士总结表示,这项研究系统阐明冷胁迫诱导的DNA甲基化变异在水稻适应高纬度低温环境中的关键作用,并揭示表观遗传调控在物种快速环境适应中的分子机制,从而为拉马克获得性遗传理论提供了分子层面上的直接证据。(完)

展开全文
相关文章
第19届中国·漠河国际冰雪汽车越野赛挥旗开赛

近年来,我国生物医药创新能力明显提升,2018-2023年已有超过100个国产创新药获批上市。然而,我国生物医药在由“中国首创”向“全球首创”迈进的过程中,仍面临较大挑战。柯潇认为:“目前我国生物医药产业发展取得了阶段性的成绩,但仍有很多亟需提升的方面,如新药研发的源头创新力不足、医药创新同质化程度较高、医药技术成果转化率较低等。”

纽约知名出逃动物雕鸮“弗拉科”因撞楼死亡

袭击事件发生后,整个北威州以及全国范围内都展开了警方行动,联邦部门也参与其中。警方提醒索林根市居民继续保持警惕。目前,相关部门认为这是一起孤立案件,并请求公众继续提供线索。

“书汉字风采,诵经典华章”-联合国中文日主题活动在韩举行

据了解,这20位获奖者来自总台和15个省份,覆盖东中西部地区,包括西藏、广西等边疆民族地区和基层播出机构的播音员主持人。20位获奖者都是长期坚守且仍活跃在播音主持一线的骨干和中坚力量。有的多次参与党和国家重大活动报道,在主题主线宣传上正确传递党和国家声音;有的站在对外传播的最前沿,为加强国际传播能力建设持续探索;有的长期扎根基层一线,时刻牢记“以人民为中心”,积极传递百姓心声;有的主动识变应变求变,在媒体融合发展新格局中将自身磨炼成采编播一体的全能型人才。总体来看,获奖者具有较强的专业引领力和社会影响力,承担起了坚持正确导向、传播先进文化、引领文明风尚的重要职责,是广播电视播音员主持人队伍的榜样标杆。(完)

台湾青年抗日战争历史研习营在沪举办

此外,吉水县还扎实开展“井冈山”品牌授权认证工作。目前,已有39家企业加入吉安市绿色农产品促进会,其中16家企业获得“井冈山”农产品区域公用品牌授权,12家企业完成了品牌包装设计。

第19期援圭亚那医疗队:“中国专家门诊”施医术救胰腺肿瘤患者

据闵行区市场监管局相关人员介绍,“校园明厨亮灶智慧监管系统”融合了视频监控、ai图像识别等技术手段,对食堂粗加工间、烹饪间、备餐间等区域进行监控,实时抓拍食堂从业人员未佩戴帽子口罩、抽烟等违规行为,一旦发现问题将即时预警,实现事前预警、事中监管、实时纠错、事后溯源的全链条监管。

相关资讯
热门资讯
链接文字