近日，所（园）植物生态与环境研究中心植物景观生态项目组在国际植物学期刊《The Plant Journal》（中科院一区TOP期刊，IF=5.7）上发表题为“Integrated metabolome, SMRT and illumina sequencing analyses unveil the molecular mechanisms of cross-(in)compatibility in Magnolia (Magnoliaceae)”的研究论文，揭示了台湾含笑远缘杂交障碍的分子机制。

台湾含笑（Michelia compressa (Maxim.) Sarg.）为木兰科含笑属常绿乔木，原产于我国台湾省，具有优良的观赏价值及抗逆性，同时也是台湾省主要的用材树种，具有重要的开发应用潜力。

远缘杂交是植物种质创新和品种改良的重要手段。然而，植物在长期进化中形成了复杂的生殖隔离机制，尤其是花粉与柱头之间的识别与排斥，成为远缘杂交的主要障碍。论文以台湾含笑为母本，分别与近缘种深山含笑（×Mm）进行种间杂交，与远缘玉兰属的天目玉兰（×Ma）及白玉兰（×Md）进行属间杂交。种间杂交（×Mm）成功完成双受精，种子结实正常，而属间杂交（×Ma和×Md）在受精前阶段受阻，花粉管生长异常。为了揭示这一现象的分子机制，对不同杂交处理下的雌蕊群进行了代谢组、转录组联合分析，确定了McoPME4是台湾含笑属间远缘杂交障碍中的关键基因。通过验证发现，干扰McoPME4的表达后显著抑制了花粉管的生长，而外源添加原核表达的McoPME4蛋白可以促进花粉管的生长速度。远缘杂交的“钥匙”或许就藏在细胞壁的果胶修饰中。McoPME4的发现，不仅是木兰科研究的重要突破，也为其他木本植物的杂交育种提供了新思路。

江苏省中国科学院植物研究所（南京中山植物园）为该论文第一署名单位，博士研究生崔罗敏为论文第一作者，我所殷云龙研究员和南京林业大学喻方圆教授为共同通讯作者。研究工作得到江苏省农业科技自主创新资金项目[CX(21)3044]和江苏省研究生科研与实践创新计划项目（KYCX24_1254）的资助。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.70896