十字花科沉水植物的远缘交配是大田作物改造的要点条件，可建立也是亲缘种的抗逆、抗病力等高品质染色体，但合子间的种间不亲和（SI）防御系统加重拘束某种历程。

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位点感觉激酶（SRK）与FERONIA（FER）感觉激酶利用宏观调控抗逆性氧（ROS）水准，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），该研究曾基于拜谱怪物提供的亚硝基化修饰语组学分析，为机制解析提供了关键数据支撑。但触发该通路的远缘蜂花粉数据信息分子式始终未被鉴定，成为机制研究的关键缺口。

2025年11月20日，段巧红博士生导师的团队发表于Science的“Pan-family pollen signals control an interspecific stigma barrier across Brassicaceae species”，该研究分析目的在于模式技术鉴定远缘花粉及花粉类食物中与SRK切合的配体，手机验证其在十字花科中的保手性、功能性机能及在制种中的广泛应用空间。

实验没想到

01、基本的信号碳原子SIPS的鉴别

研究团队通过酵母双杂交与抗体凝固-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）网络家族的肽类分子，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，填充了202几年Nature留个的“远缘花粉量讯号不明”收窄。

图1 一款与SRK双方反应的种间花粉的作用走势的评定

02、SIPS-SRK-FER-ROS信号通路的安全验证

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%，介绍SIPS是远缘花粉量引起ROS反感数字信号通路的最为关键的“启用数字信号”。

图2 SIPS在柱座中闪避ISI现象

03、SIPS的十字花科特情人与SRK结合实际保手性

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，相应报告首度准确SIPS是十字花科独特的远缘油菜蜜数据信号。

图3 SIPS都是种被SRK常见肯定的泛族氏花粉及花粉类食物移动信号

与种内自交不亲和信号SCR结合SRK的“高变区（hv1-3）”不同，SIPS切合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切合的盲瘘性保证了多种S单倍型的SI动植物均可广谱自动识别远缘蜂花粉。

图4 SRK队列多态性不会影响与SIPS的互相做用

04、研究背景SIPS攻略的远缘杂交种攻略

通过据此制度化，研究措施微商团队在时候明确提出的“治理和改善SRK/FER、处理ROS”措施基本条件上，新批“数据-信号通路双调查”措施，拓宽渠道骤升高远缘有性杂交效果：

花粉及花粉类食物侧应对：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。

柱顶侧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，同一时间根据“弱SI品系淘汰”较低柱子核心攻击防御横向，使指导的效果更特殊，为非转dna制种给出了更实惠的技艺路径名。

图5 建立起有效率的十字花科绿植远程电脑制种策咯

短文总结

本理论研究时需司法鉴定出十字花科远缘蜂蜂花粉电磁波SIPS，打造“远缘蜂蜂花粉SIPS-SRK-FER-ROS”的详尽的原子核长效规则，与刚刚给出的“自花蜂蜂花粉SCR-SRK-FER-ROS”长效规则按份共有出现“种内-种时间离统一标准仿真模型”，处理好了持续开始“藤本植物如何快速同样稳定种内异交与种间基因详尽的性”的物种进化生物工程学关键问题。

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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参考价值资料

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