蘇聯農民種植冬小麥，這種小麥在秋天播種，在冬天溫度降到冰點以下之前發芽，然後冬眠，直到春天土壤回暖之後才蘇醒開花。如果沒有經歷過冬天一段寒冷的時期，冬小麥在春天就不會開花，也就不會結實。20世紀20年代晚期是蘇聯農業的災難年份，因為異常的暖冬毀滅了大多數冬小麥的幼苗——農民本指望靠這些麥子獲得養活數千萬人的收成。

已經有很多研究者嘗試弄明白春化關閉FLC基因以及FLC基因一旦關閉之後就保持這一狀態的機理。這些研究高度突出了表觀遺傳在植物的冬季記憶中的作用。表觀遺傳和突變不同，突變是DNA編碼的改變，而表觀遺傳不需要改變DNA編碼也能改變基因的活性，而且這些基因活性的改變同樣可以從親代遺傳給子代。在很多情況下，表觀遺傳是通過改變DNA的結構發揮作用的。

在細胞中，DNA被安置在染色體中，但染色體的成分絕不僅僅是這些核苷酸鏈。DNA的雙螺旋外面包裹著叫作組蛋白的蛋白質，二者共同構成所謂的染色質。染色質可以進一步扭轉，就像一根被過度扭轉的橡膠帶子一樣，這樣就把DNA和蛋白質壓緊成為高度壓縮和緊實的結構。這些結構是動態的——染色質的各個部位可以解壓縮，或是再壓縮起來。活動基因（被轉錄的基因）可以在染色質解壓縮的部位找到，不活動的基因則位於較為壓縮的區域。

組蛋白是決定染色體纏繞的緊密程度的關鍵因素之一，這對於理解FLC如何被激活至為重要。科學家已經發現，冷處理可以觸發FLC基因周圍的組蛋白結構發生改變（這是一個叫作甲基化的過程），這使染色質能壓縮得更堅實。這樣就關閉了FLC基因，植物就能夠開花了。這種表觀遺傳變化（屬於基因周圍組蛋白髮生變化的類型）能連續數代從親代細胞傳給子代細胞，即使在寒冷天氣已經過去之後，所有細胞中的FLC基因仍然保持不活動狀態。一旦FLC基因被關閉，只要其他的環境條件都達到理想狀況，植株就開花。在櫟樹和杜鵑花之類一年開一次花的多年生植物中，一旦植物已開過花，FLC基因就必須重新激活，以抑制可能發生的不合季節的胡亂開花，直到下個冬天再過去為止。為此，細胞重新編製組蛋白編碼，打開FLC基因周圍的染色質，然後重新激活基因。這一系列過程如何發生，如何被調控，是當前的研究課題。htｔｐs://rｅａd•９9ｃｓw•com

植物在記憶眾多的環境狀況時，會涉及這種機制和其他的表觀遺傳機制。不過，表觀遺傳記憶並不為植物所獨有，實際上是為數眾多的生物學過程和疾病的基礎原理。表觀遺傳已經引發了生物學的一場範式轉變，因為它挑戰了認為只有DNA序列中的改變才能從細胞傳給細胞的傳統遺傳學觀念。然而，表觀遺傳真正令人驚奇的地方在於，它不僅能讓記憶在一個生物體內從一個季節傳到另一個https://read.99csw.com季節，還能從一代傳給另一代。

李森科一直為避免顆粒無收而努力，他想方設法要保證暖冬不會造成未來的飢荒。他發現，如果在播種之前，把冬小麥種子置於製冷器中，就可以在種子並未實際經歷漫長冬天的情況下誘發它們發芽開花。這樣，他就使農民可以在春季再播種小麥，從而挽救了蘇聯的小麥收成。李森科把這個過程叫作「春化」，現在已經成為稱呼任何冷處理的通用術語，不管這處理是自然的還是人工的。

一旦植物通過了一段天氣寒冷的時期，FLC基因就再不轉錄。這個基因被關閉了。但是這並不意味著植物馬上就會開花；這隻意味著在諸如光和溫度之類的其他條件能夠滿足的情況下植物能夠開花。所以植株必須要有一種辦法，能在即使氣溫已經回升之後，仍然記住它曾經經歷了寒冷天氣，以便保持FLC基因的關閉狀態。

李森科之前的其他科學家也知道，一些植物為了開花需要經歷寒冷的冬天（最早的報告之一來自1857年的俄亥俄農業管委會），但是李森科是第一個表明這一過程可由人工操縱的人。很多植物依賴於冬季的低溫才能獲得收成。很多果樹只有在寒冷的冬天過去之後才開花結果，萵苣和擬南芥的種子只有在睡個冷覺之後才會萌發。春化在生態學上的好處是顯而易見的：它保證在冬季的read.99csw.com寒冷過去后，植物可以在春季或夏季，而不是一年裡光照和溫度也可以支持植物生長的其他時候發芽或開花。

然而，李森科聲稱寒冷誘發開花的特徵可以傳遞給下一代，這就錯得離譜了。他堅信他對小麥種子周圍環境狀況的調控可以導致小麥遺傳性的永久改變，這當然是錯的。儘管科學界現在確實知道環境可以影響數代植物的性狀，本章後面很快會談到這一點，但是李森科試圖用他的政治意識形態去配合他的科學研究，卻給蘇聯的遺傳學帶來了災難性後果，嚴重製約了蘇聯遺傳學研究的發展。

直到最近10年，小麥幼苗和櫻花樹能記住冬天的生物學基礎才終於得到闡明，這主要是依靠在擬南芥之上所做的研究——實踐證明這種植物實在是最好的實驗材料。擬南芥在自然界中具有廣泛多樣的地理分佈，從挪威北部到加那利群島都可以找到它。擬南芥的不同居群叫作生態型。在北方寒冷氣候中生長的擬南芥生態型需要春化才能開花，但溫暖氣候下的生態型不需要春化也能開花。如果把需要冬季才能開花的植株和不需要冬季的植株雜交，第一代後代仍然需要睡個冷覺才能開花；也就是說，在遺傳學上，對寒冷的需求是一個顯性性狀（就像人類的棕色眼睛對於藍色眼睛是顯性性狀一樣）。在這裏面涉及的專門基因是FLC，是英文「開花位點C」（flowering locus C）的縮寫。休眠形式的FLC會阻止開花，除非植株經歷了春化階段。https://read.99csw.com

特羅菲姆·鄧尼索維奇·李森科因為他對蘇聯科學界施加的壓迫而臭名昭著。他拒絕承認標準的孟德爾遺傳學（其基礎原則是所有的性狀都是遺傳基因的結果），而是認為環境也能引起獲得性性狀的發育（比如生活在永久黑暗中的鼴鼠會失去視力），這些性狀也能傳給後繼的子代。這種形式的演化論最早由法國著名博物學家讓-巴普蒂斯特·拉馬克在19世紀早期提出，李森科在1928年做出了一個裡程碑式的發現，一直到今天還在影響著植物生物學。

舉例來說，美國首都華盛頓的櫻花樹通常在每年的4月1日前後開始開花，那時的白晝時長大約是12小時。在華盛頓，9月中旬同樣也有大約12小時的日照，但是這些櫻花樹卻不會在秋季開花。如果它們在秋季開花，果實就永遠也不能完全成熟，因為它們很快就會在接踵而至的冬天中凍僵。通過在早春開花，櫻花樹為果實提供了完整五個月的成熟時間。儘管4月和9月的白晝長度幾乎是一樣的，櫻花樹卻能分辨二者。它們知道什麼時候是4月，因為它們記住了之前的冬天。