首页

在线sm视频

时间:2025-05-25 09:11:47 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:96521

  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

思想文化是民族的血脉、人民的精神家园。党的十八大以来,习近平总书记多次强调中华优秀传统文化的历史影响和重要意义,指出:“一个民族、一个国家的核心价值观必须同这个民族、这个国家的历史文化相契合,同这个民族、这个国家的人民正在进行的奋斗相结合,同这个民族、这个国家需要解决的时代问题相适应。” 中华优秀传统文化积淀着中华民族最深沉的精神追求,是中华民族独特的精神标识,是中华民族生生不息、发展壮大的丰厚滋养和永远不能离别的精神家园。历史事实证明,中华优秀传统文化对中华文明形成并延续发展几千年而从未中断,对形成和维护团结统一的政治局面,对形成和巩固多民族和合一体的大家庭,对形成和丰富中华民族精神,对激励中华儿女维护民族独立、反抗外来侵略,对推动中国社会发展进步、促进社会利益和社会关系平衡,都发挥了十分重要的作用。

【东西问】中南大学教授杨雨:应为年轻人提供碎片化阅读的优质内容

上海11月4日电 (杨海燕)2024年是中华人民共和国成立75周年,适逢海派艺术大师吴昌硕先生诞辰180周年。近日,“董芷林书画八秩撷餘”展在八号桥艺术空间开幕,展出了上海市文史研究馆馆员、民盟中央美术院上海分院院长、吴昌硕艺术研究协会副会长董芷林书画精品80余件,展出的书法国画内容丰富、形式多样,为广大市民游客和书画爱好者呈现传统书画艺术的魅力。

市场监管总局:规范预付式消费,从三方面强化经营者义务

  徐克谦:从中国哲学的观念来看,万事万物无时不在发生变化,人类社会亦如此。在过往,西方文化中的某些精神促进了人类文明进步,有其历史使命,但其某些缺陷和内在矛盾,也会导致走向衰落,这是一种历史必然性。但这种历史必然性同西方哲学基于单线进化论所设想出的“历史的终结”不同,我们认为历史没有终点,只会在盛衰兴替中循环反复,不断前行。

“非遗”闽剧“五一”假期进福州景区惠民演出

5月14日全国农产品批发市场猪肉平均价格与昨天持平

无论周苡竹的加入还是“20班”的成立,在黄海宏看来,都是“苏翊鸣效应”的持续表现。据他介绍,以“十四冬”参赛选手为例,仅单板滑雪已经有3个梯队,苏翊鸣、周苡竹是第一梯队,第二梯队是比苏翊鸣小三四岁的选手,参加青年组比赛,而第三梯队就是U型场地技巧的这群“娃娃军”。

相关资讯
热门资讯
链接文字