十字花科树木的远缘修复品种是粮食作物修复的重要条件，可引进野生植物亲缘种的抗逆、抵抗疾病等良好染色体，但合子间的种间不亲和（SI）防御系统严峻阻挡这样的过程 。

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位点感觉激酶（SRK）与FERONIA（FER）感觉激酶按照调节管控灵活性氧（ROS）程度，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），该研究曾基于拜谱动物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花粉的作用表现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，段巧红老师团队协作发表于Science的“Pan-family pollen signals control an interspecific stigma barrier across Brassicaceae species”，该分析旨在通过操作系统鉴定会远缘花粉及花粉类食物中与SRK结合实际的配体，查证其在十字花科中的保手性、基本功能制度下列不属于在繁育中的操作空间。

研究方案最后

01、内在移动信号原子SIPS的鉴定会

研究团队通过酵母双杂交与天然免疫沉积-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）家庭的肽类分子，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，添补了202两年多Nature留给的“远缘花粉的作用移动信号不确定”开口。

图1 另一种与SRK彼此之间意义的种间花粉量电磁波的鉴定费

02、SIPS-SRK-FER-ROS环路的认可

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%，表明SIPS是远缘花粉及花粉类食物勾起ROS排挤环路的首要“起动电磁波”。

图2 SIPS在柱座中释放ISI影响

03、SIPS的十字花科炎症因子朋友与SRK切合盲瘘性

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，此结果显示再次指明SIPS是十字花科标志性的远缘花粉量讯号。

图3 SIPS不是种被SRK具有广泛性认同感的泛家族式蜂花粉表现

与种内自交不亲和信号SCR结合SRK的“高变区（hv1-3）”不同，SIPS融入SRK的保手区。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相结合的传统性保证了不一样S单倍型的SI树木均可广谱判别远缘花粉的作用。

图4 SRK回文序列多态性不影晌与SIPS的互不的作用

04、鉴于SIPS缘由的远缘有性杂交原则

依托于上面逻辑，论述销售团队在前几天入宪的“可抑制SRK/FER、清空ROS”策略性基础条件上，新增加“讯号-信号通路双指导”细则，进这一步提高自己远缘杂交种速度：

花粉及花粉类食物侧预防：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，时顺利通过“弱SI品系筛分”减低柱顶条件阻碍技术性，使行为矫正效率更可观，为非转基因水稻遗传制种供应了更常用的技术性途径。

图5 加入高效率的的十字花科常绿植物远程登陆制种对策

短文总结

本调查最先检测出十字花科远缘油菜蜜及油菜蜜类食物卫星信号SIPS，创建“远缘油菜蜜及油菜蜜类食物SIPS-SRK-FER-ROS”的完美碳原子体制，与过后确立的“自花油菜蜜及油菜蜜类食物SCR-SRK-FER-ROS”体制主体型成“种内-种相隔离大一统建模方法”，防止了短期到现在“绿植的如此时维系种内异交与种间显性基因完美性”的进化史生物体学困境。

拜谱个人总结

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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可以参考论文

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