表觀遺傳變異及其在作物改良中的應用

江靜, 錢前, 馬伯軍, 高振宇

1. 浙江師范大學化學與生命科學學院, 金華 321004;

2. 中國水稻研究所, 水稻生物學國家重點實驗室, 杭州 310006

表觀遺傳變異及其在作物改良中的應用

江靜1,2, 錢前2, 馬伯軍1, 高振宇2

1. 浙江師范大學化學與生命科學學院, 金華 321004;

2. 中國水稻研究所, 水稻生物學國家重點實驗室, 杭州 310006

天然植物群體中存在著大量的遺傳變異, 包括遺傳物質改變和表觀遺傳變異, 它們是物種賴以生存和進化的源泉。表觀遺傳變異不涉及DNA序列的改變或者蛋白表達的變化, 但可以通過有絲分裂和(或)減數分裂實現世代間的穩定遺傳。文章主要從表觀遺傳變異的重要來源——植物遠緣雜交及多倍體化、環境中各種生物和非生物脅迫兩方面, 總結了表觀遺傳在作物改良中的應用, 分析了它的局限性和存在的問題, 并且提出了相應的解決方法。

表觀遺傳變異; 環境脅迫; 遠緣雜交; 作物改良

1942年, Waddington[1]提出了 epigenetics一詞,由于它不符合經典的孟德爾遺傳規律, 當時定義為“基因與環境互作導致的表型”。隨著分子生物學技術的進步, 現在將其定義為“不涉及DNA序列改變的基因表達的可遺傳變化”[2]。表觀遺傳信息具有兩個分支領域：發育期間或環境條件施加的基因表達狀態的當代記憶(通過有絲分裂繼承)和基因表達狀態的隔代記憶(通過減數分裂繼承)。基因表達狀態的長期記憶(隔代記憶)在組織之間不發生改變, 但能夠通過代間穩定遺傳。表觀遺傳的這兩個領域彼此相關, 但它們發揮的作用不同, 尤其在作物改良方面[3]?！?br>