賓夕法尼亞州立大學的一項新研究指出：正如父母對孩子的成長起到重要的指導作用，承受較大壓力的植物，亦可將增強後的“記憶”傳承給下一代。

據悉，這支遺傳學家團隊已經成功地操作了一種基因在植物中的表達，使其對環境變化的適應力更強，並且能夠將這種特性傳承給子孫後代。

【左一起為 Xiaodong Yang，Hardik Hundariya 和 Sally Mackenzie 。圖自：Penn State】

環境是指引進化的一個重要因素，因而植物不僅能夠適應不斷變化的條件，還能夠將這一生存策略傳遞給下一代，使之“贏在起跑線”上。

長期以來，一種已知的 MSH1 基因便在植物抗逆性研究中起到了關鍵的作用。而在這項新研究中，賓夕法尼亞州立大學團隊發現，擬南芥可讓它失活，以應對乾旱或熱浪等極端環境。

【跨代 MSH1 基因記憶譜系，來自：Nature Communications】

研究人員對這種模式植物實施了多方面的研究，發現其擁有多種應對策略，比如調節生長、限制地面生長量、改變根系生長方式、以及調節開花的時間。

有趣的是，這些“遺傳記憶”還能夠傳遞多至五代。若親本植物經歷了有較大壓力的生存環境，其某些（但不是全部）後代會表現出相同的應對行為。

【記憶和非記憶植物的多種生長模式對比】

首席研究員 Sally Mackenzie 表示：“研究發現被子植物的這些記憶可向子代遺傳，但僅在子代的一部分中發生”。

這導致了可定義的基因變化表達，從而影響植物的表型可塑性。但我們認為所有植物都具有這種能力，研究描述的這些條件，或是其向後代傳遞環境資訊的一個重要組成部分。

據悉，研究團隊使用了不同的方法來關閉 MSH1 基因。在某些情況下，他們選擇了已經具有使基因失活的自然突變植物。

在其它情況下，則使用 RNA 干擾的方式將之關閉。但在研究結束時，團隊發現最終結果也是相似的。

研究人員稱，表觀遺傳學或有助於扭轉人們對轉基因食品的刻板印象，因其並不涉及新增新的基因（基因工程經常因此而遭遇批評），而是專注於控制基因的表達。

比如有研究人員認為，基因編輯過的白菜和鮭魚，理論上不該被劃入轉基因生物的範疇，因其只是模仿了自然的遺傳變異、而不是創造新的遺傳變異，更加類似於人類持續幾千年的選擇性育種。後續研究中，研究團隊還嘗試關閉了番茄、大豆、油菜中的 MSH1 基因。早期結果以及嫁接實驗表明，新技術或有助於提升植物的產量。

有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《自然通訊》期刊上，原標題為：

《Segregation of an MSH1 RNAi transgene produces heritable non-genetic memory in association with methylome reprogramming》。