表观遗传变异及其在作物改良中的应用表观遗传变异及其在作物改良中的应用.pdfVIP

逢 Hereditas(Beijing)2014年5月，36(5)：469—475 WWW．chinagene．cn 综 述 表观遗传变异及其在作物改 良中的应用 江静 ，钱前 2，马伯军 ，高振宇2 1．浙江师范大学化学与生命科学学院，金华 321004； 2．中国水稻研究所，水稻生物学 国家重点实验室，杭州 310006 摘要：天然植物群体中存在着大量的遗传变异，包括遗传物质改变和表观遗传变异，它们是物种赖以生存和进 化的源泉。表观遗传变异不涉及DNA序列的改变或者蛋 白表达的变化，但可以通过有丝分裂和(或)减数分裂实 现世代间的稳定遗传。文章主要从表观遗传变异的重要来源——植物远缘杂交及多倍体化、环境中各种生物和 非生物胁迫两方面，总结了表观遗传在作物改良中的应用，分析了它的局限性和存在的问题，并且提出了相应 的解决方法。 关键词：表观遗传变异；环境胁迫；远缘杂交；作物改良 Epigeneticvariationanditsapplicationincropimprovement JingJiang ，QianQian，BojunMa，ZhenyuGao 1．CollegeofChem~tryandL~eScience，Zh~iangNormalUniversity，Jinhua321004，China； 2．StateKeyLaboratoryofRiceBiology，ChinaNationalRiceResearchInstitute，Hangzhou310006，China Abstract：Heritablevariationsinnaturalpopulations，includinggeneticvariationandepigeneticvariation，arethemotiva— tionforadaptation andevolutionofplantspecies．Germplasm canbe~ansferredstablyfrom generationtogenerationby mitosisand／ormeiosiswithoutalterationinDNA sequenceandproteinexpression．Here，twoimportantsourcesofepige— neticvariation，distanthybridizationandpolyploidy，andvariousbioticandabioticstresses，areintroduced．Theapplication ofepigeneticvariationincropimprovementanditslimitation，aswellasoptionalsolutions，arealsosummraized． Keywords：epigeneticvariation；stress；distanthybridization；cropimprovement 1942年，Waddington[1]提 出了epigenetics一词， 两个分支领域 ：发育期间或环境条件施加的基 因表 由于它不符合经典的孟德尔遗传规律，当时定义为 达状态的当代记忆 (通过有丝分裂继承)和基 因表达 “基因与环境互作导致的表型”。随着分子生物学技 状态的隔代记忆(通过减数分裂继承)。基因表达状态 术的进步，现在将其定义为 “不涉及 DNA序列改变 的长期记忆 (隔代记忆)在组织之间不发生改变，但 的基因表达的可遗传变化”[21。表观遗传信息具有 能够通过代间稳定遗传 。表观遗传的这两个领域彼 收稿 日期：2013-12-05；修回 日期 ：2014—02—25 基金项 目：浙江省杰出青年基金项 目(编号：LR12C06001)资助 作者简介：江静，硕士研究生，专业方向：水稻分子遗传育种。E—mail：jiangjing6648@aliyun．tom 通讯作者：高振宇，博士，副研究员，研究方 向：水稻功能基因组研究和分子遗传育种。E—mail：gaozhenyu@caas．cn DOI：10．3724／SP．J．1005．20l4．0469 网络出版时间：2014．4．4 10：30：23