十字花科绿植的的远缘交配是园艺作物改善的首要有效途径，可转化天然的亲缘种的抗逆、身体等优质产品基因组，但合子间的种间不亲和（SI）防御系统造成拘束该具体步骤。

段巧红教授团队先前在Nature发表的研究已揭示，自交不亲和（SI）植物柱头中的S位点肾上腺素蛋白激酶激酶（SRK）与FERONIA（FER）肾上腺素蛋白激酶激酶完成调节管控活力氧（ROS）级别，共同介导对自花花粉（种内隔离）和远缘花粉（种间隔离）的排斥，明确了“SRK-FER-ROS”是生殖隔离的核心通路（兔年首篇！Nature顶刊致谢文章出炉！山东农业大学段巧红和黄家保教授研究团队揭示植物远缘杂交新机制），该研究曾基于拜谱生物工程提供的亚硝基化表达组学分析，为机制解析提供了关键数据支撑。但触发该通路的远缘花粉及花粉类食物预警分子结构始终未被鉴定，成为机制研究的关键缺口。

2025年11月20日，段巧红讲师公司发表于Science的“Pan-family pollen signals control an interspecific stigma barrier across Brassicaceae species”，该钻研契机系统检测远缘花粉量中与SRK配合的配体，印证其在十字花科中的单纯性、系统缘由以至于在繁育中的用能力。

的研究成果

01、内在数字信号分子式SIPS的判定

研究团队通过酵母双杂交与免疫细胞乳浊液-质谱（IP-MS）筛选，从拟南芥成熟花粉中鉴定出属于SPH（自交不亲和血清同源物）大家族的肽类分子，命名为SIPS（SRK-interacting Interspecific Pollen Signal），包括AtSIPS1、AtSIPS2和AtSIPS3三个成员，其中仅AtSIPS1和AtSIPS2具备功能。AtSIPS1/2为分泌型花粉coat蛋白，在成熟花粉中高表达；微量热泳动（MST）实验证实，AtSIPS1/2与白菜柱头的BrSRK46胞外域结合亲和力极高（Kd值），其结合强度与SI配体-受体BrSCR46-BrSRK46的相互作用相当。然而，AtSIPS3并未与BrSRK46发生相互作用。这一结果首次证明远缘花粉存在可与SRK高特异性结合的配体，补充了2023-5年Nature产生的“远缘蜂花粉表现未命名”矛盾。

图1 的一种与SRK彼此功用的种间蜂花粉的信号的判定

02、SIPS-SRK-FER-ROS径路的查证

AtSIPS1/2结合BrSRK后，会招募FER受体激酶，激活下游的BrRBOHs（呼吸爆发氧化酶），导致柱头ROS水平显著升高，且实验显示，SRK跨膜区缺失突变体（BrSRKΔTM）或FER敲除突变体（brfer1-1/2）柱头中，SIPS无法诱导ROS升高，进一步证实SIPS信号依赖SRK-FER通路；高浓度ROS会显著降低远缘花粉的活力——拟南芥atsips1/2双突变体花粉无法诱导白菜柱头ROS升高，20分钟后花粉活力保留率达70-80%，而野生型（WT）花粉活力仅10-20%，详细说明SIPS是远缘花粉量打断ROS讨厌通道的重要“开启数据”。

图2 SIPS在花托中引起ISI响应

03、SIPS的十字花科炎症因子聊天与SRK融入固执性

通过共线性分析与全基因组比对，研究发现仅31种十字花科植物（如诸葛菜、菘蓝、琴叶拟南芥）含有SIPS同源物，非十字花科植物（如番茄、矮牵牛、草莓）均无SIPS，其花粉也无法诱导SI植物柱头ROS升高；而在番茄中异源表达AtSIPS1/2后，番茄花粉可成功诱导白菜柱头ROS并降低自身活力，这样然而再次明晰SIPS是十字花科个性化的远缘花粉的作用表现。

图3 SIPS一种被SRK很广认同的泛皇室家族蜂花粉信息

与种内自交不亲和信号SCR结合SRK的“高变区（hv1-3）”不同，SIPS组合SRK的单纯区。实验显示，不同S单倍型的BrSRK（如BrSRK₁₂、BrSRK₄₄、BrSRK46）与AtSIPS1/2的结合能力相近，且删除SRK高变区的突变体（BrSRK46Δhv1-2-3）仍能与SIPS结合，仅失去与SCR的结合能力。SIPS紧密联系的固执性狠抓了的不同S单倍型的SI树木均可广谱判断远缘油菜蜜。

图4 SRK回文序列多态性不引响与SIPS的互相功能

04、立于SIPS共识机制的远缘交配策咯

鉴于上述所说措施，研究分析管理团队在以后提供的“遏制SRK/FER、除去ROS”攻略理论知识上，划分“表现-通道双调控”方法，进两步提高远缘改良品种使用率：

蜂花粉侧干涉：敲除拟南芥SIPS基因后，突变体花粉可穿透近缘种Capsella grandiflora的成熟柱头并形成杂交胚。尽管花粉侧SIPS敲除在实验中有效，但其依赖转基因技术，目前在实际育种中应用受限。

柱子侧SEO：选择弱SI品系（如白菜24D4，S₄₄），结合反义寡核苷酸（AS-ODN）抑制SRK表达或水杨酸（Na-SA）清除ROS后，接受远缘种欧洲山芥（Barbarea vulgaris，高抗虫）花粉的效率显著提升。延续了“通路干预”的核心思路，也凭借“弱SI品系淘汰”消减柱座基本攻击防御关卡，使预防治疗效果更有效，为非转染色体选育出具了更经济实用的技术设备方法。

图5 构建高效化的十字花科绿植远程关机繁育机制

好文章总结ppt

本设计最先检验出十字花科远缘油菜蜜网络信号SIPS，勾勒“远缘油菜蜜SIPS-SRK-FER-ROS”的详细完好团伙体系，与以前明确提出的“自花油菜蜜SCR-SRK-FER-ROS”体系共同参与生成“种内-种间格离一致性建模方法”，解決了持久近年来“植被怎么样才能而且保证种内异交与种间基因遗传规律详细完好性”的最终进化海洋生命科学技术难题。

拜谱总结

段巧红教授团队在十字花科植物生殖隔离领域的研究具有清晰的递进性——2023年Nature率先揭示“SRK-FER-ROS”作为种内/种间生殖隔离核心通路的框架，Science则聚焦该通路中“远缘花粉信号分子”这一关键缺口，完成从“通路解析”到“信号鉴定”的突破，最终形成完整的分子机制链条，为远缘杂交育种提供从理论到技术的全链条支撑。

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参阅期刊论文

Y. Cao et al., Science.Pan-family pollen signals control an interspecific stigmabarrier across Brassicaceae species.10.1126/science.ady2347 (2025).