法国多家机构发现植物跨代遗传新机制

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来源：

Science

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来源地址：

https://doi.org/10.1126/science.ady3475

资源所属：

农业生物技术专题

类型：

学术文献

语种：

英语

原文发布日期：

2025-09-18

摘要：

2025年9月18日，Science在线发表了来自法国多家科研机构（通讯作者为Vincent Colot）题为“Transposable elements are vectors of recurrent transgenerational epigenetic inheritance”的研究论文。该研究揭示了在模式植物拟南芥中，由同源转座子产生的小RNA是制约转座子低甲基化状态跨代稳定遗传的关键因素，并发现自然界中存在大量此类可遗传的表观等位基因（epialleles）。这项研究意义重大，它首次系统地揭示了植物中转座子介导的表观遗传继承（TEI）的分子决定因素及其广泛性，证实了表观遗传变异是自然群体中可遗传表型变异的一个重要来源。转座子（TEs）通常被DNA甲基化所沉默。在植物中，这种沉默状态的丧失（低甲基化）不仅可能激活转座子，还能影响邻近基因的表达，并且由于植物在繁殖过程中不会完全重置DNA甲基化，这种变异可以独立于DNA序列变化而遗传给后代，形成表观等位基因。此前的研究已发现少数人工诱导的表观等位基因能对开花时间等重要性状产生巨大影响，但人们对这类表观遗传继承在自然界中如何发生、有多普遍以及其生物学意义知之甚少。该研究首先通过分析120个表观重组自交系（epiRILs）的甲基化组数据，发现绝大多数由ddm1突变诱导的转座子低甲基化区域（TE-DMRs）在后代中会发生不同程度地向高甲基化状态的“逆转”，但其逆转频率存在巨大差异。然后，研究者进一步通过小RNA测序分析发现，这种逆转是由RNA介导的DNA甲基化（RdDM）途径驱动的，并且起主要作用的是能匹配多个基因组位点的“多重比对”小RNA（而非唯一比对的小RNA），它们来源于基因组中其他未发生甲基化缺失的同源转座子拷贝。最终，通过数量性状表观位点（QTLepi）作图，研究证实了这些在“反式”起作用的同源转座子基因座是驱动家族范围内表观状态逆转的主要遗传因子，说明了一个由小RNA介导的、广泛的表观监视机制的存在。