利用表观遗传变异进行植物育种

传递给子代细胞或后代的基因序列并不是决定细胞和生物学特征的唯一因素。遗传物质中不改变基本DNA序列的化学变化也在控制哪些基因是活跃的或不活跃的方面发挥作用。甲基化是一种表观遗传标记，包括在脱氧核糖核酸的特定碱基上添加小的化学基团。人类和哺乳动物表观遗传变异的遗传功能是有争议的。然而，植物中有几个表观遗传学的例子。

表观遗传适应性强。

苏黎世大学的植物生物学家现在已经证明，水芹(拟南芥)中的自然表观遗传变异是可以选择的。来自植物微生物系的尤利格罗斯尼克劳斯团队也表明，新选择的特征——这对种子传播非常重要——即使没有选择，至少也会传播两到三代。Grossniklaus解释说：“因此，表观遗传变异有助于植物快速适应环境变化，而不会改变基因组的序列。

选择种子繁殖有效的植物。

在他们的实验中，植物生物学家模拟了一个快速变化的环境。根据种子扩散程度，他们选择了五代拟南芥群体。只有扩散到距离母本一定距离的种子才用于后续世代。研究人员随后收集了三个独立群体的种子，它们具有有效的种子传播功能，并与原始未选择群体的种子一起种植——但这一次是在没有选择压力的环境中。经过两代人的努力，植物种群得到了彻底的检验。

遗传活性、基因组和表观基因组分析

“我们可以证明，在选择的植物中，有两个对种子传播很重要的特征不同于原始群体的特征。后来，植物开花了，树枝的数量增加了，”格罗斯尼克劳斯说。这些变化不能追溯到植物基因组的突变。然而，研究人员发现表观基因组有显著的差异：甲基化状态在脱氧核糖核酸的大约50，000个碱基处发生了变化。例如，在控制开花的基因活动中也发现了差异。

作物育种的新机遇

即使在没有选择的正常环境条件下，新功能至少会保留两到三代。“像遗传变异一样，表观遗传变异受选择的影响，有助于植物性状的多样性。因为作物的遗传基础往往非常有限，表观遗传学可以用来扩大植物育种的材料，”格罗斯尼克劳斯强调。气候变化可能会在短时间内改变世界许多地方的环境状况。因此，能够快速适应变化的植物种类变得越来越重要。

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