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表观遗传学将成为作物育种的关键因素吗？
如果要在气候变化的背景下满足世界对粮食和饲料生产的需求，就必须继续了解和利用作物变异的遗传和表观遗传来源。传统上，人们认为植物育种的进步是由于选择了赋予理想表型的自发 DNA 序列突变。这些自发突变可以扩大表型多样性，育种者可以从中选择农学上有用的性状。然而，很明显，即使基因组序列没有改变，也可以产生表型多样性。表观遗传基因调控是一种在不改变 DNA 序列的情况下调控基因组表达的机制。随着高通量 DNA 测序仪的发展，分析整个基因组的表观遗传状态（称为表观基因组）已成为可能。这些技术使我们能够高通量地识别自发表观遗传突变（表观突变），并识别导致表型多样性增加的表观突变。这些表观突变可以产生新的表型，而致病表观突变可以代代相传。有证据表明，所选的农艺性状受可遗传的表观突变所制约，而育种者可能历来都会选择受表观等位基因制约的农艺性状。这些结果表明，不仅 DNA 序列多样性，而且表观遗传状态的多样性都可以增加表型多样性。然而，由于表观等位基因的诱导和传播方式及其稳定性与遗传等位基因不同，传统定义的遗传的重要性也不同。例如，对作物育种和作物生产重要的表观遗传类型可能存在差异。前者可能更多地依赖于长期遗传，而后者可能只是利用短期现象。随着我们对表观遗传学理解的不断进步，表观遗传学可能为作物改良带来新的视角，例如在育种中使用表观遗传变异或表观基因组编辑。在这篇评论中，我们将介绍表观遗传变异在植物育种中的作用，主要关注 DNA 甲基化，最后询问表观遗传学在作物育种中的新知识在多大程度上导致了其成功应用的记录案例。