2025年12月9日，中國科協(xié)生命科學(xué)學(xué)會聯(lián)合體公布了2025年度“中國生命科學(xué)十大進(jìn)展”。中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所育種前沿技術(shù)實(shí)驗(yàn)室曹曉風(fēng)團(tuán)隊(duì)與高彩霞團(tuán)隊(duì)成果入選。

表觀遺傳變異驅(qū)動(dòng)植物逆境適應(yīng)

物種環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)化是生命科學(xué)的核心命題。拉馬克的“獲得性遺傳”學(xué)說認(rèn)為生物能夠主動(dòng)響應(yīng)環(huán)境變化，并將獲得的有利性狀傳給后代。但缺乏分子證據(jù)，該理論備受爭議。

育種前沿技術(shù)實(shí)驗(yàn)室曹曉風(fēng)團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，連續(xù)多代冷脅迫能誘導(dǎo)水稻基因組特定位點(diǎn)發(fā)生DNA甲基化變異，不僅直接參與水稻耐冷性狀的形成，還可穩(wěn)定遺傳，并在高緯度低溫環(huán)境適應(yīng)過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。該研究首次為延續(xù)兩百余年的“獲得性遺傳”之爭提供了關(guān)鍵分子證據(jù)，拓展了現(xiàn)代進(jìn)化理論框架。研究同時(shí)開創(chuàng)了定向環(huán)境脅迫的抗逆育種新思路，為應(yīng)對全球氣候變化下的農(nóng)業(yè)挑戰(zhàn)提供了新方案。研究獲Nature、Trends in Plant Science、Molecular Plant及JIPB期刊專評。

低溫誘導(dǎo)表觀變異驅(qū)動(dòng)水稻在高緯度地區(qū)的冷適應(yīng)

該研究成果發(fā)表于《細(xì)胞》雜志（Cell，2025，188:4213-4224）。

AI驅(qū)動(dòng)蛋白質(zhì)工程實(shí)現(xiàn)染色體精準(zhǔn)操縱技術(shù)突破

利用遺傳操作工具改寫基因組密碼，對遺傳疾病治療，未來作物創(chuàng)制乃至人工合成生命尤為關(guān)鍵。盡管當(dāng)前已可實(shí)現(xiàn)單堿基及小片段DNA的精準(zhǔn)編輯，然而大尺度DNA精準(zhǔn)編輯一直是領(lǐng)域的研究焦點(diǎn)與難點(diǎn)。

育種前沿技術(shù)實(shí)驗(yàn)室高彩霞團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地發(fā)展了“人工智能引導(dǎo)的約束進(jìn)化”新模式，建立了基于AI的蛋白質(zhì)工程新方法AiCE，可高效模擬并定向加速蛋白功能的自然進(jìn)化過程?；贏iCE優(yōu)化Cre位點(diǎn)特異性重組酶的活性，開發(fā)了PCE系統(tǒng)，首次在動(dòng)植物中實(shí)現(xiàn)了染色體級別的大尺度精準(zhǔn)編輯，為作物精準(zhǔn)育種與遺傳疾病治療提供了前所未有的可能。該成果不僅是AI驅(qū)動(dòng)生命科學(xué)研究的經(jīng)典范例，更是基因工程研究范式與核心技術(shù)的重大突破。Cell評述該成果展示了“深度學(xué)習(xí)落地應(yīng)用到生物學(xué)問題的深度融合”。

AI驅(qū)動(dòng)蛋白質(zhì)工程實(shí)現(xiàn)Cre重組酶的人工進(jìn)化

上述成果以兩篇研究論文同時(shí)發(fā)表于《細(xì)胞》雜志（Cell，2025，188(17):4674-4692；4693-4710）。

此次十大進(jìn)展由基礎(chǔ)生命科學(xué)、生物技術(shù)和臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域88位同行資深專家開展通訊評審，中國科協(xié)生命科學(xué)學(xué)會聯(lián)合體主席團(tuán)組成評審專家委員會進(jìn)行會議評審而選出。入選的研究項(xiàng)目均面向生命科學(xué)前沿和人民生命健康，聚焦本領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難題。

中國科協(xié)生命科學(xué)學(xué)會聯(lián)合體自2015年起開展年度“中國生命科學(xué)十大進(jìn)展”評選工作，旨在推動(dòng)生命科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新，充分展示和宣傳我國生命科學(xué)領(lǐng)域的重大科技成果。