生命科学学院刘博在Nature Ecology & Evolution上发表重要研究成果

　　

近日，生命科学学院青年教师刘博博士在Nature Ecology & Evolution上发表题为“A pollen selection system links self and interspecific incompatibility in the Brassicaceae”的研究论文，揭示了一种耦合植物自交不亲和与种间不亲和现象的花粉选择机制。

图1 基于SLR-SRK相互作用的花粉选择机制

在被子植物中，自交不亲和性和向自交亲和性的反复转变，在非随机交配的基础上形成了现存的交配系统，这对物种形成至关重要。十字花科植物自交不亲和与种间单向不亲和之间共享花粉排斥途径，说明了自交不亲和与物种形成之间的联系，然而激活这一共享途径的花粉识别系统仍不清楚。

该研究在琴叶拟南芥和沙生拟南芥的杂交中，遗传鉴定到了柱头UI决定因子，其编码一个S位点相关糖蛋白1（SLR1）。琴叶拟南芥和大花荠菜SLR1的异源表达使一些生态型的拟南芥获得对异种花粉的鉴别能力，并且需要有S-位点受体激酶（SRK）参与。进一步分析表明，SLR1可以通过与SRK相互作用从而干扰SRK之间的同源互作。基于以上结果，该研究整合了柱头接触不同花粉粒（同种的自交、异交花粉和异种花粉）的花粉识别和排斥系统，提出SRK同聚化水平高低由SLR1-SRK和SRK-SRK二聚化的动态竞争决定，进而通过共同的花粉排斥途径被感知。该研究建立的自交不亲和与种间不亲和之间的紧密分子联系，强调了交配系统在物种分化中重要的驱动力角色。

河南大学生命科学学院刘博博士为论文第一作者，中国农业大学刘培教授为论文通讯作者，中国科学院遗传与发育生物学研究所薛勇彪研究员、康奈尔大学June B. Nasrallah院士等为论文共同作者。研究得到了科技部国家重大研究计划、国家自然科学基金和河南大学“双一流”学科建设项目资助。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41559-024-02399-4