野生马铃薯Solanum chacoense防御素样肽介导花粉管导向的分子机制与育种屏障突破

研究人员通过RNA-seq技术解析野生马铃薯Solanum chacoense胚囊依赖性转录组，鉴定出17个富含半胱氨酸蛋白(ScCRPs)，其中ScCRP2亚家族DEFL蛋白在体外实验中展现花粉管吸引活性，为克服远缘杂交的合子前生殖隔离提供了新靶点。

　　

这项研究揭示了野生马铃薯Solanum chacoense中独特的生殖调控机制。作为具有优异抗病性的野生种质，其与栽培马铃薯的远缘杂交常受合子前屏障制约。通过半体内实验发现，花粉管导向特异性与物种分类距离呈正相关，暗示这可能是一个关键的生殖隔离检查点。

研究者运用RNA-seq技术对比分析了野生型植株在开花期（成熟胚珠）、开花前2天（未成熟胚珠）以及缺失胚囊(ES)的frk1¹
突变体的转录组特征。从中筛选出284个胚囊依赖性高表达转录本，其中包括17个富含半胱氨酸蛋白(ScCRPs)——这类分子在其他物种中已被证实具有花粉管吸引功能。

特别值得注意的是，从DEFL蛋白家族中克隆纯化的三个ScCRP2肽段，在功能实验中展现出中等强度的体外花粉管吸引活性。这些发现不仅为理解植物生殖隔离的分子基础提供了新视角，更为马铃薯育种中克服种间杂交障碍开辟了新的技术路径。