加州大学戴维斯分校的研究发现：赤霞珠葡萄藤保留了 400 年前的表观遗传学特征

赤霞珠（Cabernet Sauvignon）是世界上种植面积最广的酿酒葡萄，长期以来因其深厚的风味和适应性而备受推崇。现在，加利福尼亚大学戴维斯分校的最新研究显示，这种葡萄品种的分子记忆仍然可以追溯到近 400 年前。这项发表在《基因组生物学》（Genome Biology）杂志上的研究表明，赤霞珠（cabernet sauvignon）保留了其母本品种--赤霞珠法郎（cabernet franc）和长相思（sauvignon blanc）--的表观遗传标记--有助于控制基因开启和关闭的化学开关。

赤霞珠的故事要从 17 世纪的法国说起，当时赤霞珠和长相思的自然杂交产生了一种新葡萄。与玉米或小麦等一年生作物不同，葡萄藤是通过扦插而不是种子繁殖的。这意味着每一株新的葡萄藤基本上都是原株的克隆。因此，今天生长的每一棵赤霞珠葡萄树在基因上都与第一代杂交品种几乎完全相同。

加州大学戴维斯分校葡萄栽培与酿酒学系的达里奥-坎图（Dario Cantù）教授领导着研究团队。他解释说，大多数农作物都是通过育种逐渐改良的，但葡萄树不同。"Cantù说："我们仍在栽培几百年前选育的植物材料，只是因为赤霞珠如此受人喜爱。

长期以来，科学家们一直在想，表观遗传标记--不改变DNA序列但能影响基因活性的修饰--是否能在数百年的克隆繁殖过程中保持稳定。这些标记可能是从亲本植物遗传而来，也可能是对压力或疾病等环境因素的反应。利用先进的基因组测序技术，Cantù的研究小组发现，在赤霞珠等克隆繁殖的农作物中，这些表观遗传学特征会持续几个世纪。

为了得出这一结论，研究人员绘制了赤霞珠及其亲本葡萄的详细基因组图谱。他们分析了每个品种的多个克隆，并开发出一种名为分阶段序列图的新基因组模型。与传统的参考基因组相比，该模型能更准确地捕捉到微妙的遗传和表观遗传差异。研究小组能够追踪表观遗传标记是如何随 DNA 传下来的，以及它们是如何影响基因活性的。

研究结果表明，虽然单株葡萄树可能会随着时间的推移出现细微差别，但其核心表观遗传模式却保持着惊人的稳定性。"Cantù说："这就好比对90岁的同卵双胞胎进行测序，仍然能检测到他们遗传的父母特征。

这一发现可能会对农业产生重要影响。了解哪些对高温或干旱等环境压力的表观遗传反应是稳定的，可以帮助科学家在不改变作物基因构成的情况下培育出抗逆性更强的作物。Cantù建议，如果某些有益的表观遗传变化长期存在，种植者可以让葡萄藤暴露在特定的条件下，以促进这些变化，并选择保留这些变化的植物。

这项研究还凸显了加州大学戴维斯分校与赤霞珠之间的历史渊源。1997 年，加州大学戴维斯分校教授卡罗尔-梅雷迪思（Carole Meredith）发现赤霞珠的父本是品丽珠和长相思。近三十年后的今天，Cantù 的研究小组证明，这种葡萄的分子结构中仍然保留着其祖先的痕迹。

这项研究的其他参与者包括加州大学戴维斯分校的诺埃-科切特尔（Noé Cochetel）、阿曼达-M-冯德拉斯（Amanda M. Vondras）和罗莎-菲格罗亚-巴尔德拉斯（Rosa Figueroa-Balderas）；太平洋生物科学公司的乔尔-柳（Joel Liou）和保罗-佩鲁索（Paul Peluso）。这项研究得到了美国国家科学基金会、美国农业部国家食品与农业研究所、E. & J. Gallo Winery 和 Ray Rossi 葡萄栽培与酿酒捐赠基金的支持。

这项工作为了解长寿作物如何适应环境以及如何为世界各地的后代种植者和葡萄酒爱好者保存这些适应性提供了新的可能性。