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環境記憶的遺傳:水稻如何以表觀遺傳學會抗寒

已更新:1月13日

自達爾文提出「自然選擇」的概念以來,人們普遍認為物種的改變主要來自基因突變與遺傳,但其實早在 19 世紀初,法國生物學家拉馬克(Jean-Baptiste Lamarck)就提出過另一種觀點,環境改變能直接影響生物性狀,甚至遺傳給下一代。這種「受環境影響的遺傳」的想法長期被視為過時而不合理,直到近年隨著表觀遺傳學(epigenetics)的興起,才重新獲得大家的關注。表觀遺傳學揭示了即使 DNA 序列不改變的情況下,化學修飾如 DNA 甲基化(methylation)仍能改變基因的表達方式,從而改變個體的表徵,並且能在世代間傳遞。


DNA 甲基化,黃色圈圈代表甲基(methyl group)(圖片來源:Ana Valente,Luís Vieira,Maria João Silva and Célia Ventura,採用 CC BY 4.0 授權)
DNA 甲基化,黃色圈圈代表甲基(methyl group)(圖片來源:Ana Valente,Luís Vieira,Maria João Silva and Célia Ventura,採用 CC BY 4.0 授權)

一項水稻研究提供了有力證據證明,植物能透過環境誘發的表觀遺傳變化,獲得並遺傳新的適應性狀,即水稻的抗寒能力。這項發現不僅重新詮釋了拉馬克式遺傳的可能性,也為作物育種開啟了新的方向。

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