上海
編輯丨王多魚(yú)
排版丨水成文
合子前的種間不親和性，阻礙物種間雜交，限制了利用野生近緣種改良作物的雜交策略。白菜型油菜的雌性自交不親和決定因子——S位點(diǎn)受體激酶(SRK)可識(shí)別種間花粉。
2023 年，段巧紅團(tuán)隊(duì)在Nature期刊發(fā)表論文，發(fā)現(xiàn)白菜等十字花科植物中，雌蕊柱頭上識(shí)別自花花粉的SRK受體也用于識(shí)別遠(yuǎn)緣花粉，啟動(dòng)柱頭的防御機(jī)制——升高柱頭活性氧，抑制遠(yuǎn)緣花粉的生長(zhǎng)。然而，其中觸發(fā)警報(bào)的“遠(yuǎn)緣花粉信號(hào)”究竟是什么，仍是未解之謎。
2025 年 11 月 20 日，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)段巧紅教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合美國(guó)麻省大學(xué)Alice Y. Cheung教授團(tuán)隊(duì)合作（曹蕓運(yùn)崔曉爽楊印慶為共同第一作者），在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊Science發(fā)表了題為：Pan-family pollen signals control an interspecific stigma barrier across Brassicaceae species 的研究論文。
該研究成功鑒定出觸發(fā)十字花科植物遠(yuǎn)緣生殖隔離的關(guān)鍵花粉信號(hào)分子——SIPS，解析了遠(yuǎn)緣花粉與雌蕊柱頭的識(shí)別機(jī)制，并基于此開(kāi)發(fā)出高效的遠(yuǎn)緣育種技術(shù)體系。
在這項(xiàng)最新研究中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種泛十字花科的SRK 互作種間花粉信號(hào)（SRK-interacting Interspecific Pollen Signal，簡(jiǎn)稱(chēng)為SIPS）。在白菜雌蕊柱頭中，來(lái)自擬南芥等十字花科植物的 SIPS 通過(guò)靶向 BrSRK 并募集雌性育性調(diào)控因子 FERONIA 受體激酶，促使柱頭活性氧水平升高并降低種間花粉活力。擬南芥
sips突變體花粉無(wú)法觸發(fā)種間不親和反應(yīng)。與由多態(tài)性
S位點(diǎn)控制的自交不親和不同，不同遺傳突變的 SRK 與 SIPS 的相互作用強(qiáng)度相當(dāng)。
該研究確立了 SIPS-SRK 作為十字花科特有的配體-受體互作對(duì)，在自交不親和物種中廣泛維持雌蕊柱頭的種間生殖屏障。
2023 年 1 月 25 日，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)段巧紅教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合美國(guó)麻省大學(xué)Alice Y. Cheung教授團(tuán)隊(duì)合作，在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊Nature上發(fā)表了題為： Stigma receptors control intraspecies and interspecies barriers in Brassicaceae 的研究論文。
該研究揭示了大白菜等十字花科蔬菜通過(guò)調(diào)控柱頭活性氧水平以維持種間生殖隔離的分子機(jī)理，并研發(fā)了打破遠(yuǎn)緣雜交生殖隔離的育種技術(shù)，成功獲得了大白菜的種間、屬間遠(yuǎn)緣雜交胚，開(kāi)辟了遠(yuǎn)緣雜交育種的新思路和新途徑。
論文鏈接：
1. https://www.science.org/doi/10.1126/science.ady2347
2. https://www.nature.com/articles/s41586-022-05640-x
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