通过暂时沉默关键基因的表达，研究人员愚弄了大豆植物，感觉它们被围困，遇到各种各样的压力。然后，根据一组研究人员的说法，在选择性地将这些植物与原始种群杂交后，后代“记住”应激诱导的反应，变成更有活力，有弹性和生产力的植物。

大豆植物的表观遗传重编程是长达十年的研究的结果，不是通过引入任何新基因，而是通过改变现有基因的表达方式来实现的。这一点很重要，因为它预示着未来将如何提高作物产量和对干旱和极端高温等条件的耐受性，宾夕法尼亚州立大学生物学和植物科学系主任研究员Sally Mackenzie说。

研究人员发现了一种他们称之为MSH1的基因，它存在于所有植物中，当它们下调或关闭其表达时，即使它在完美条件下生长，植物也会“确信”它会遇到多种胁迫。Mackenzie解释说，该植物同时感觉它正在处理干旱，极端寒冷，高温和高光等等，因此它扩大了基因网络的表达以响应这些刺激。

她的研究小组十多年前发现了MSH1基因，当时她是内布拉斯加大学林肯大学的一名教师，研究能量生成，光合作用和呼吸所需的基因是如何交流和协调的。当时，Mackenzie现在是宾夕法尼亚州立大学哈克研究所的植物基因组学教授，他没有意识到该基因对改变植物表达基因的方式有多么重要。

“最近，通过偶然性，我们发现在我们更换MSH1基因后，植物对这种压力有'记忆'，而记忆中我的意思是它的生长特征与我们开始时的植物非常不同，”她说。“它会记住一代又一代的压力，只要我们不进行任何交叉并保持同一血统。”

作为他们最近研究的一部分，来自与“记忆”植物杂交的品系在四个不同的田间条件下在内布拉斯加州的四个分散的地方种植，并且它们被证明更有活力，更高产并且更适合于他们的环境比典型的大豆植物。

对于这些时代的政治现实来说重要的是，这是一种可以很容易应用的技术，因为它不是一种转基因生物，所以它不需要任何特别的监管批准。Mackenzie指出，它可以直接进入田间，并可以用于任何作物，而不仅仅是大豆。她的研究小组已经证明这种方法适用于西红柿和高粱。

“这意味着我们可以采取我们最好的作物品种，并可能从中获得更多，并通过相当简单的操作使它们更具弹性，”她说。“我们看到了产量和生长性能的显着提高，这是出乎意料的，因为我们没有引入任何新基因。我们只是改变了它们的表达方式。突然之间，我们增加了13-14%大豆产量。“大豆是进行研究的合理作物。它是世界上种植最广泛的豆科植物，仅次于具有经济重要性的禾本科植物。在过去的一个世纪中，育种和农艺实践的进步使大豆产量稳步增加，但进一步改善将面临气候不稳定和有限遗传多样性的挑战。研究人员称，这需要实施有利于大豆表现的新工具和方法。

最近在“植物生物技术杂志”网络版上发表的这项研究结果为表观遗传学在作物改良方面的作用打开了大门。Mackenzie表示，这一调查结果“正值气候变化将成为未来20至30年内我们将面临的最大挑战，届时粮食安全将面临巨大危机。”她指出，在叙利亚和黎巴嫩这些因气候变化和战争而受到严重打击而无法生产自己食物的地方，这一点尤其重要。

“如果你开始把那些真正不安全食品的国家加起来，那就太吓人了，”她说。“因为如果他们不能养活自己的人，谁会去做呢?认为我们可以增加我们在这个大陆的粮食生产来管理所有这些是不合理的。不管怎样，我们必须找到在那些顽固，困难的环境中生产食物的方法。“