十字花科绿植的远缘处理品种是大田作物处理的要素路线，可机遇原生态亲缘种的抗逆、抗病力等美丽DNA，但合子间的种间不亲和（SI）障壁造成 妨碍这一种操作过程。

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位点肾上腺素肾上腺素受体激酶（SRK）与FERONIA（FER）肾上腺素肾上腺素受体激酶用调节作用特异性氧（ROS）水平面，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制品提供的亚硝基化遮盖组学分析，为机制解析提供了关键数据支撑。但触发该通路的远缘油菜蜜的信号原子核始终未被鉴定，成为机制研究的关键缺口。

2025年11月20日，段巧红硕士生导师人员发表于Science的“Pan-family pollen signals control an interspecific stigma barrier across Brassicaceae species”，该深入分析有赖于系统性鉴定费远缘花粉的作用中与SRK搭配的配体，检验其在十字花科中的传统性、职能机能和在生物育种中的适用升值空间。

研究探讨报告单

01、主要数据大分子SIPS的签别

研究团队通过酵母双杂交与免疫检测积淀-质谱（IP-MS）筛选，从拟南芥成熟花粉中鉴定出属于SPH（自交不亲和蛋清同源物）家族网的肽类分子，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，弥补了202四年Nature存留的“远缘油菜蜜数据信息未知之数”空缺。

图1 是一种与SRK互相功用的种间油菜蜜信息的亲子鉴定

02、SIPS-SRK-FER-ROS径路的认证

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%，表示SIPS是远缘花粉量重置ROS抵触通道的重中之重“开启数据信息”。

图2 SIPS在柱座中触及ISI反应迟钝

03、SIPS的十字花科特喜欢的人与SRK联系传统性

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，某种后果第二次清晰明确SIPS是十字花科个性化的远缘花粉量4g信号。

图3 SIPS就是一种被SRK非常广泛认证的泛家族式花粉量手机信号

与种内自交不亲和信号SCR结合SRK的“高变区（hv1-3）”不同，SIPS紧密结合SRK的固执区。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紧密联系的盲瘘性确认了各种S单倍型的SI蕨类植物均可广谱辨认远缘花粉及花粉类食物。

图4 SRK编码序列多态性不干扰与SIPS的相互之间用

04、立于SIPS新机制的远缘混种机制

鉴于作出体制，科研的团队在以后确立的“能够抑制SRK/FER、处理ROS”策略基础知识上，合并“信息-环路双调控”解决方案，进每一步改善远缘交配使用率：

花粉量侧介入：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。

柱座侧优化网络：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，同一时间依据“弱SI品系淘汰”降柱座基础理论攻击力系统，使干涉体验更相关性，为非转DNA制种提拱了更实用性的系统文件目录。

图5 创立科学规范的十字花科常绿植物qq远程制种策略性

的文章总结ppt

本研发首度检验出十字花科远缘油菜蜜量数字信号SIPS，建立“远缘油菜蜜量SIPS-SRK-FER-ROS”的完善原子核措施，与以后给出的“自花油菜蜜量SCR-SRK-FER-ROS”措施共同的构成“种内-种间断离按照模形”，改善了常年的话“苔藓植物该如何的同时能维持种内异交与种间基因遗传规律完善性”的创新生态学学难以解决的问题。

拜谱总结ppt

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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学习文献综述

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