综述：表观遗传记忆与系统性启动机制：一种用于培育耐寒作物的新兴理论框架

《Plant Cell Reports》：Epigenetic memory and systemic priming: an emerging framework for cold-resilient crops

气候变化加剧非季节性低温胁迫，需整合生物技术解决方案。本文提出分层信号网络，从质膜刚性化经CBL-CIPK钙传感器激活ICE1-CBF-COR转录中心，WRKY-phytohormone调节层精细调控，并揭示表观遗传机制（DNA甲基化、组蛋白修饰）在转录可塑性和胁迫记忆（包括跨代效应）中的作用。同时，miPEPs和GLVs通过激素对话激活远端组织，形成系统原初抗性。最后评估CRISPR介导表观基因组编辑和GLV生物预处理的应用潜力，为作物耐寒和全球粮食可持续性提供新途径。

　　

摘要

气候变化加剧了非季节性低温胁迫的威胁，这突显了理解实现综合性生物技术解决方案的独立途径的必要性。本综述综合了一个提出的分层信号网络，该网络可能介导植物的抗寒适应过程，这一过程始于质膜硬化，随后由多种CBL–CIPK钙传感器进行检测。我们探讨了这一信号如何汇聚到一个动态调控的ICE1–CBF–COR转录枢纽，并由WRKY-植物激素调控层进行精细调节。我们强调了表观遗传机制（包括动态DNA甲基化和组蛋白修饰）作为促进转录可塑性和建立胁迫记忆的关键机制，这些机制还可能具有跨代和代际效应。此外，我们还讨论了新兴的系统性抗逆性调控证据，这些调控由包括微RNA编码的肽（miPEPs）和绿叶挥发物（GLVs）在内的移动信号介导，通过激素相互作用来激活远端组织。从传感器到系统信号的这一信号通路的研究，整合这些机制为提高作物的抗寒性提供了有希望的途径。最后，我们评估了前沿的生物技术应用，如CRISPR介导的表观基因组编辑和基于GLV的生物激活技术，这些技术为稳定产量和提高全球粮食系统的可持续性提供了有前景的途径。

图形摘要

气候变化加剧了非季节性低温胁迫的威胁，这突显了理解实现综合性生物技术解决方案的独立途径的必要性。本综述综合了一个提出的分层信号网络，该网络可能介导植物的抗寒适应过程，这一过程始于质膜硬化，随后由多种CBL–CIPK钙传感器进行检测。我们探讨了这一信号如何汇聚到一个动态调控的ICE1–CBF–COR转录枢纽，并由WRKY-植物激素调控层进行精细调节。我们强调了表观遗传机制（包括动态DNA甲基化和组蛋白修饰）作为促进转录可塑性和建立胁迫记忆的关键机制，这些机制还可能具有跨代和代际效应。此外，我们还讨论了新兴的系统性抗逆性调控证据，这些调控由包括微RNA编码的肽（miPEPs）和绿叶挥发物（GLVs）在内的移动信号介导，通过激素相互作用来激活远端组织。从传感器到系统信号的这一信号通路的研究，整合这些机制为提高作物的抗寒性提供了有希望的途径。最后，我们评估了前沿的生物技术应用，如CRISPR介导的表观基因组编辑和基于GLV的生物激活技术，这些技术为稳定产量和提高全球粮食系统的可持续性提供了有前景的途径。

图形摘要