十字花科观赏植物的远缘杂交育种是饲料作物换代的重要性手段，可添加野生穿山甲亲缘种的抗逆、抗病性等优秀人类基因，但合子间的种间不亲和（SI）障壁可怕阻挡某些阶段。

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位点感觉激酶（SRK）与FERONIA（FER）感觉激酶能够自我调节活力氧（ROS）含量，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），该研究曾基于拜谱海洋生物提供的亚硝基化绘制组学分析，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的作用预警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，段巧红客座教授拜谱生物发表于Science的“Pan-family pollen signals control an interspecific stigma barrier across Brassicaceae species”，该设计宗旨在系统软件技术鉴定远缘花粉及花粉类食物中与SRK融入的配体，查验其在十字花科中的传统性、特点机能下列不属于在生物育种中的应该用实力。

论述报告

01、管理处手机信号原子SIPS的评定

研究团队通过酵母双杂交与免疫细胞水解-质谱（IP-MS）筛选，从拟南芥成熟花粉中鉴定出属于SPH（自交不亲和核蛋白同源物）皇室家族的肽类分子，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，填满了202四年Nature写下的“远缘花粉的作用表现内部错误”缺陷。

图1 某种与SRK彼此用途的种间花粉量无线信号的鉴别

02、SIPS-SRK-FER-ROS径路的安全验证

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是远缘花粉的作用启用ROS孤立通道的重要性“启动服务器网络信号”。

图2 SIPS在柱座中勾起ISI反映

03、SIPS的十字花科特喜欢的人与SRK配合盲瘘性

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，这一个结果显示本次确立SIPS是十字花科标志性的远缘油菜蜜卫星信号。

图3 SIPS都是种被SRK范围广重视的泛大家族花粉量数字信号

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的传统区。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综合的保手性保证了各种S单倍型的SI花草均可广谱甄别远缘花粉量。

图4 SRK编码序列多态性不决定与SIPS的彼此功用

04、体系结构SIPS逻辑的远缘杂交种措施

由于上面的制度化，科研公司在前面入宪的“压制SRK/FER、去掉ROS”规划理论知识上，添加了“警报-径路双诊治”规划，进两步提高了远缘杂交种效果：

花粉的作用侧调查：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SEO优化：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，同時顺利通过“弱SI品系需求”减少花托的基础防护能力，使行为矫正成效更可观，为非转基因水稻组繁育作为了更经济实用的技术工艺路线。

图5 制定极有效率的十字花科草本花卉qq远程选育攻略

句子总结

本研究分析第一次司法鉴定出十字花科远缘油菜蜜信息SIPS，融合“远缘油菜蜜SIPS-SRK-FER-ROS”的完成碳原子考核规则，与前几天要求的“自花油菜蜜SCR-SRK-FER-ROS”考核规则主体组成“种内-种隔断离相同沙盘模型”，解决方法了长时起来“值物怎么样去同样维系种内异交与种间基因完成性”的演变生物制品学难点。

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。

拜谱生态学作为一家国内领先的多组学服务公司，可提供完善成熟的核高蛋白组学、掩盖组学、排泄组学、转录组学等两组学类产品系统的服务模式，整合多组学数据进行深入挖掘分析，全面解析机制机理等，助力高分文章发表。欢迎咨询！

借鉴期刊论文

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