中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 魏海政 通讯员 王静 屈越）11月21日，山东农业大学段巧红教授团队在国际顶刊《科学》发表成果，首次鉴定出十字花科通用花粉信号分子SIPS，阐明雌蕊柱头识别远缘花粉、启动防御的完整机制，并配套建立高效远缘杂交技术体系，为利用野生优异基因、培育抗逆蔬菜新品种打开“快车道”。
作物驯化在提高产量的同时丢失了大量抗病虫、耐逆基因。将栽培种与野生近缘种“通婚”是找回基因的最佳途径，但植物进化出的“生殖隔离”如同天然屏障，让远缘杂交举步维艰。段巧红团队自2021年起连续在《当代生物学》和《自然》发文，逐步揭开隔离面纱：发现柱头受体SRK可兼管“自交不亲和”与“远缘生殖隔离”；此次研究则抓住“信号端”，以SRK为“诱饵”筛选花粉蛋白，锁定关键因子SIPS。
实验证明，SIPS缺失的拟南芥花粉可“骗过”白菜柱头，顺利完成受精；反之，把SIPS转入番茄花粉，也能让非十字花科植物“拉响警报”，激活柱头活性氧爆发，抑制自身花粉。系统发育分析显示，SIPS在十字花科内普遍存在，堪称“外来者通用身份证”，确保不同物种的花粉一律被拦截，而种内异花则可顺利通过“安检”。
机制厘清后，段巧红团队迅速转向育种应用。针对欧洲山芥高抗小菜蛾与白菜“远缘难交”的痛点，他们打出“组合拳”：选用自交不亲和性弱的白菜系作母本，再以反义寡核苷酸瞬时抑制SRK表达或喷施活性氧清除剂，降低柱头防御，使单角果杂交胚数由1枚增至3—6枚，效率提升5倍以上。后续经胚挽救、染色体加倍，已获得一批携带抗虫基因的白菜新种质。
中国工程院院士万建民指出：“这一系列成果将大力推动远缘育种进展，是作物遗传育种领域的重大突破。”中国工程院院士邓秀新认为：“该研究不仅为十字花科作物的远缘杂交育种提供了关键理论依据，同时为解决其他物种在种间、属间杂交中面临的生殖障碍提供了借鉴和思路，为作物野生种质资源的高效利用和新品种培育提供了新路径。”
该研究立足国家战略需求，将基础研究转化为应用技术。十字花科蔬菜栽培面积占我国蔬菜总面积25%以上，亲缘关系较远的属间杂交一直面临挑战。该团队这一新技术的推广应用，可实现大量抗病虫、耐盐碱、耐旱等野生基因快速导入栽培种，显著缩短育种周期，降低对农药和灌溉的依赖，有力支撑农业绿色转型与粮食安全。
SIPS-SRK控制的十字花科远缘生殖隔离
SIPS-SRK控制的十字花科远缘生殖隔离。山东农业大学供图
山东农业大学段巧红教授团队。山东农业大学供图
作者：魏海政 王静 屈越
