5月22日深夜，一篇来自中国的研究论文登上了顶级学术期刊《Cell》。5月23日，中新网记者孙自法在北京向大家传达了这一消息。这个由中国科学院遗传与发育生物学研究所（遗传发育所）曹晓风院士领衔的团队，成功解决了生物学领域一个长期悬而未决的难题——拉马克提出的“获得性遗传”理论。早在达尔文的自然选择学说出现之前，拉马克就相信生物能主动适应环境并遗传给后代，但因为缺乏分子层面的证据，这个理论一直饱受争议。 曹晓风团队的研究为这个争议画上了句号。他们通过多组学分析发现了一个关键的调控通路：低温抑制了DNA甲基转移酶MET1b的表达，导致ACT1基因启动子区域的DNA甲基化丢失。ACT1是一种阿拉伯半乳糖蛋白基因，它的启动子区存在转录因子Dof1的结合位点。Dof1是个受冷诱导的激活型转录因子，敲除它会显著降低孕穗期的耐冷能力。 为了证实这个机制，团队用DNA甲基化编辑系统对ACT1启动子进行了精准修饰。结果表明，这个表观遗传变异确实是导致水稻耐寒性变化的直接原因。经过三代定向选择，他们筛选出了耐寒性显著提升且遗传稳定的株系。这种获得性性状在撤除低温胁迫后至少能稳定遗传五代，这意味着表观遗传变异能介导适应性性状的跨代遗传。 研究还揭示了水稻在北迁过程中DNA甲基化的梯度分布特征：在低纬度的华南和华中稻区，88%以上的农家种含有高甲基化的ACT1；而在高纬度的东北稻区，低甲基化ACT1显著富集。这种“南高北低”的分布暗示着ACT1的表观变异是水稻北迁冷适应中的关键驯化位点。 这项成果不仅为拉马克的理论提供了分子层面的直接证据，还创建了“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。这一范式超越了传统达尔文进化理论框架，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。曹晓风院士指出，ACT1基因序列虽然高度保守，但其DNA甲基化状态却呈现多态性，这种表观调控在物种快速环境适应中起到了关键作用。 中国科学院遗传与发育生物学研究所供图。