Epigenetyka a ulepszanie roślin użytkowych

Abstrakt

Epigenetyka to pojęcie odnoszące się do zmian w ekspresji genów, które są dziedziczne i indukowane przez metylację DNA, potranslacyjne modyfikacje histonów lub sncRNA, nie wynikające ze zmiany sekwencji DNA. Modyfikacje epigenetyczne oddziałują na ekspresję genów, co wpływa na rozwój i plastyczność fenotypową roślin w reakcji na czynniki zewnętrzne i wewnętrzne. Do niedawna jedyną znaną modyfikacją epigenetyczną DNA u organizmów eukariotycznych była 5-metylocytozyna. Rosnące zainteresowanie tematem oraz rozwój metod detekcji umożliwiło poznanie innych modyfikacji zasad azotowych m.in. 4-metylocytozyny i 6-metyloadeniny. O ile jednak badania dotyczące występowania i roli 5mC u organizmów eukariotycznych są bardzo szeroko rozpowszechnione, o tyle analizy dotyczące 6mA są ograniczone. Mimo to, istnieją przesłanki wskazujące na potencjalną epigenetyczną rolę 6-metyloadeniny w genomach eukariotycznych. Zrozumienie mechanizmów epigenetycznych, będących odpowiedzią na zmiany środowiskowe, ma kluczowe znaczenie dla rolnictwa. W tym przeglądzie ukazano mechanizmy epigenetyczne, ze szczególnym uwzględnieniem metylacji adeniny u roślin, a także rolę zmienności epigenetycznej w epibreedingu, wpływającego na poprawę cech agronomicznych.