Trends Plant Sci | 小麦的基因隐藏术：表观遗传动态调控赋予环境适应性

近日，Trends in Plant Science在线发表了由德国马普研究所的Alisdair R. Fernie教授撰写的题为A neat wheat trick to hide genes from selection的评论文章，针对2023年12月在Nature Communications发表的题为LHP1-mediated epigenetic buffering of subgenome diversity and defense responses confers genome plasticity and adaptability in allopolyploid wheat的研究进行了细致的综述和分析。这项研究揭示了小麦如何巧妙地运用表观遗传学机制隐藏基因，以适应不断变化的环境。有关这项研究的推送，欢迎访问BioArt植物的链接：复旦大学张一婧研究组合作揭示小麦环境适应性进化的表观遗传机制（点击查看：）。

在评论文章中，Fernie教授详细探讨了Nature Communications 文章中所揭示的LHP1这一表观遗传因子如何动态调控多倍体小麦的亚基因组遗传多样性，以及这一机制对小麦适应性进化的重要意义。LHP1作为Polycomb group蛋白家族的一员，通过与H3K27me3这一抑制性组蛋白标记的结合，精确调控小麦亚基因组中多样化基因的表达。在没有病害威胁的环境下，LHP1的作用是抑制这些基因的表达，确保小麦能够正常生长和发育；而当病害来袭时，LHP1的抑制作用被解除，原本沉默的基因得以释放，激活小麦的防御机制，从而抵御病害的侵袭。

LHP1基因的敲除突变体在苗期对小麦条锈病的表现出了显著的抗性。这一发现不仅展示了LHP1在调节小麦抗病基因中的双重作用，更为我们提供了一种新的策略思考：通过调整LHP1的功能，我们或许能够培育出抗病性更强的小麦品种。此外，文章还提出了未来研究的方向，包括探索LHP1在其他多倍体作物中的功能，以及如何利用LHP1的调控机制来培育抗病性更强的作物品种。小麦的这一“基因隐藏术”不仅是自然界中的一次巧妙演化，也为人类提供了宝贵的农业科技资源。

模型图示说明了LHP1在积累和展现亚基因组多样性之间的调控转换。

文章指出，该工作具有重大影响，因为它们提供了第一个表观遗传控制开关的例子——一种“隐藏”和“显现”机制——这种机制促进了突变与选择之间的相互作用，从而推动了适应性进化(“the findings by Li et al. are impactful in that they provide the first example of an epigenetic control switch – a ‘hide’ and ‘manifest’ mechanism – that facilitates the interplay between mutation and selection, thereby promoting adaptive evolution.”)。

评论文章链接：

https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1360138524000700

研究论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-023-43178-2