研究突破 - 研究团队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"理论提供直接证据 [2] - 研究成果在国际知名学术期刊《细胞》发表，审稿专家评价该研究超越了传统达尔文进化理论框架 [2] - 研究创建"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 [2] 研究方法 - 研究团队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 [4] - 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 [4] - 通过多组学分析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 [5] 分子机制 - 研究揭示完整冷适应调控通路：低温胁迫下调甲基转移酶MET1b表达，引发ACT1启动子DNA甲基化丢失，促进Dof1结合，激活ACT1表达 [7] - 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 [5] - 敲除Dof1后显著降低孕穗期的耐冷能力 [5] 应用价值 - 对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 [8] - 高纬度冷凉气候的东北稻区显著富集低甲基化ACT1，呈现"南高北低"的DNA甲基化梯度分布 [8] - ACT1表观变异为水稻北迁冷适应中关键驯化位点 [8]