《科学》发表华中农大研究成果，揭秘虞美人全新植物自交识别遗传机制

北京时间10月30日凌晨，华中农业大学科研团队在国际顶尖期刊《科学》发表重要研究成果，首次揭示虞美人自交不亲和性由两套来源完全不同、但同位共存的复等位超基因模块共同调控，突破传统遗传学认知，为解析生物识别多样性的遗传基础提供全新理论视角。

该研究由华中农业大学果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室、湖北洪山实验室林宗成教授、焦文标教授团队牵头完成。博士研究生金珂、已毕业博士生杜泽臻为论文并列第一作者，国内外多所高校科研人员联合参与研究。

林宗成教授与博士研究生金珂（徐行 摄）

自交不亲和是被子植物的重要进化机制，植物可通过精准识别、拒绝自身花粉，规避近亲繁殖，维持种群遗传多样性。学界传统理论认为，植物自交识别的多样基因型，均由同一组同源基因变异演化而来，依靠单一“锁钥系统”完成花粉身份识别。此前研究已证实，虞美人依靠PrpS-PrsS基因模块实现自交识别。

虞美人自交不亲和的“双模块”遗传结构（图片来源：《科学》）

此次研究打破固有认知，科研团队在试验中发现，部分缺失经典PrpS-PrsS模块的虞美人植株，依然具备完整自交不亲和特性。依托高质量基因组组装与基因位点分析，团队成功锁定全新识别基因组合SOPT-SGRP：SOPT基因在花粉中特异表达，SGRP基因在柱头特异表达，二者紧密连锁、高度多态，构成一套独立完整的花粉识别锁钥系统。

功能验证实验证实，两套基因模块无同源演化关系、结构机制完全独立，却共存于基因组同一遗传位点，共同调控虞美人授粉识别。群体数据分析显示，两套模块在野生群体中随机分布、功能互补，协同保障植株精准区分自花与异花花粉，实现“阻断自交、接纳异交”的生物学功能。

该成果创新性提出等位非同源遗传机制，颠覆了“高度多态基因座均源于同源基因变异”的经典学术观点。同一遗传位点并存两套完全独立的功能基因体系，刷新了学界对植物自交不亲和演化、生物识别多样性维持机制的认知，为作物种质创新、植物育种改良提供全新理论依据。

据了解，该研究得到国家重点研发青年科学家项目、国家自然科学基金，以及果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室、湖北洪山实验室等平台经费与技术支撑，是华中农大在植物遗传演化与种质创新领域的又一项标志性前沿成果。

（中国日报湖北记者站 编辑：刘坤 通讯员：金珂 徐行）