十字花科藤本植物的远缘混种是粮食作物换代的核心路径，可获取野外亲缘种的抗逆、抗病性等优良率dna，但合子间的种间不亲和（SI）防线较为严重的拘束这一项的时候。

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）感觉激酶依据管控活性酶氧（ROS）关卡，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学提供的亚硝基化突显组学分析，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大分子始终未被鉴定，成为机制研究的关键缺口。

2025年11月20日，段巧红讲解团对发表于Science的“Pan-family pollen signals control an interspecific stigma barrier across Brassicaceae species”，该科研重要途径系统的监定远缘油菜蜜中与SRK联系的配体，校验其在十字花科中的固执性、性能逻辑以及其在制种中的应运竟争力。

实验报告单

01、重要警报团伙SIPS的监定

研究团队通过酵母双杂交与免疫性水解-质谱（IP-MS）筛选，从拟南芥成熟花粉中鉴定出属于SPH（自交不亲和蛋白酶同源物）族氏的肽类分子，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，补缺了202一年Nature留住的“远缘油菜蜜数据信号内部错误”人才缺口。

图1 一类与SRK主动效果的种间花粉及花粉类食物预警的认定

02、SIPS-SRK-FER-ROS通道的检验

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%，讲解SIPS是远缘花粉的作用勾起ROS讨厌环路的关键因素“启动服务器电磁波”。

图2 SIPS在柱顶中闪避ISI的反应

03、SIPS的十字花科特女性朋友与SRK根据盲瘘性

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，这后果内容中第一次确定SIPS是十字花科独特的远缘花粉及花粉类食物4g信号。

图3 SIPS也是种被SRK非常广泛喜爱的泛家族式蜂花粉手机信号

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组合的保手性有效确保了各个S单倍型的SI植被均可广谱识别系统远缘花粉量。

图4 SRK字段多态性不影响到与SIPS的彼此之间使用

04、特征提取SIPS工作机制的远缘混种攻略

依托于可以达到措施，学习拜谱生物在前一天提出了的“抑制作用SRK/FER、消除ROS”手段理论知识上，新添加入了“讯号-径路双调查”方案格式，更进一步骤升降远缘改良品种效果：

蜂花粉侧调控：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：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，时确认“弱SI品系选择”拉低柱子地基功击技木，使调控功效更显著性，为非转基因水稻遗传制种出示了更实用性强的技木方向。

图5 制定效率高的十字花科绿色植物手机远程生物育种措施

篇文章工作小结

本实验第一时间签别出十字花科远缘花粉及花粉类食物及花粉及花粉类食物类食物表现SIPS，创建“远缘花粉及花粉类食物及花粉及花粉类食物类食物SIPS-SRK-FER-ROS”的完成原子核制度化，与开始之前推出的“自小花粉及花粉类食物及花粉及花粉类食物类食物SCR-SRK-FER-ROS”制度化同样生成“种内-种隔离一致模形”，解決了不断近些年“树木怎么才能并且稳定种内异交与种间遗传性完成性”的创新生物技术学难处。

拜谱个人心得体会

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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对比期刊论文

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