问题——生物性状如何形成并遗传，是生命科学长期关注的核心议题；传统观点认为，遗传性改变主要来自基因序列突变并自然选择作用下累积；而后天获得性状能否稳定传递，长期存在争议。此次研究聚焦“水稻北移”该典型环境变化情境：来自温暖地区的水稻在寒冷地区栽培后，部分材料表现出明显增强的耐寒能力，且这一能力可在后代持续保持。随之而来的关键问题是：在没有显著基因序列改变的情况下，耐寒性从何而来，又通过何种方式传给下一代？ 原因——研究团队通过系统追踪与分子层面分析发现，部分南方水稻并非“从无到有”获得耐寒性，而是本就具备耐寒涉及的的遗传潜能，只是在温暖环境中，这些潜能被表观遗传修饰“压制”。具体而言，耐寒相关基因在一定条件下受到DNA甲基化等化学标记影响，基因表达被抑制，耐寒能力难以显现。当水稻进入持续低温环境后，外界压力触发表观遗传状态重塑，相关基因的抑制被解除，耐寒通路被激活，从而形成更强的耐寒表型。更重要的是，这种表观遗传状态的变化并非短期应激反应，而能在一定程度上稳定传递，使后代即便未经历同等强度低温，仍能保持耐寒能力。 影响——这一发现对理解生命演化与作物适应具有多重意义。其一，从理论层面看，它提示生命对环境变化的响应不止体现为“随机突变—筛选保留”这一条路径；环境压力也可能通过诱发表观遗传变异，快速调动潜在性状，为群体争取短期适应的时间窗口。其二，从争议视角看，长期以来“自然选择”与“获得性遗传”常被置于对立叙事中，而该成果表明二者并非非此即彼：环境可引发表观遗传改变，随后仍需在生存与繁殖过程中经受选择与稳定化，从而共同影响性状在群体中的延续。其三，从应用角度看，耐寒性是制约水稻稳产的重要因素之一，尤其在高纬度地区或极端天气更频繁的背景下，若能识别并利用可遗传的表观遗传标记，有望为耐逆育种提供新的工具与路径，更好服务粮食安全。 对策——面向农业生产与科技攻关，业内人士认为可从三上推进成果转化与风险评估：一是加强不同生态区、不同遗传背景材料的验证，厘清表观遗传改变的稳定性、可逆性及其与产量、品质等性状的协同关系，避免单一性状改良带来整体性不利影响；二是建立可操作的表观遗传育种技术体系，发展关键表观遗传位点的快速检测、筛选与精准调控方法，提高育种效率；三是完善长期田间试验与种质资源评价机制，在多点、多年条件下检验耐寒性跨代遗传表现，形成可复制、可推广的技术路线，同时加强科普沟通，清晰解释“表观遗传可遗传”与“基因突变”的区别，避免概念混淆。 前景——在全球气候波动加剧、农业生产不确定性上升的背景下，揭示作物在环境压力下激活潜能并实现稳定传递的机制，具有重要前瞻意义。随着表观遗传学、基因组学与育种技术的交叉融合，未来有望更回答三个关键问题：环境诱导的表观遗传改变在多大范围内具有共性；哪些表观遗传状态能够长期稳定并在世代间保持；如何在不增加遗传风险的前提下实现可控利用。相关研究的深入，或将推动我们对生命适应与演化机制形成更完整的认识框架，也为耐逆、稳产、优质作物品种培育打开新的空间。
当科学探索不断突破既有框架，生命演化的复杂图景正逐步显现；这项源自中国实验室的发现提示我们，自然界的机制往往比既有认知更为精细。在气候变化加剧的当下，理解生物快速适应的机制不仅具有学术意义，也关系到人类应对生态与粮食风险的现实选择。正如曹晓风院士在成果发布会上所言：“科学的发展需要包容不同假说，真理往往存在于看似对立的观点之间。”这场延续已久的学术讨论仍将推进我们对生命本质的理解边界。