物種之間的遺傳隔離是維持一個(gè)物種不與其他物種混雜的關(guān)鍵，有多種因素可以導(dǎo)致物種間的遺傳隔離。160年前，英國博物學(xué)家達(dá)爾文用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了一種植物的花粉在與其他物種花粉的競爭中“勝出”的現(xiàn)象，即后來稱為“同種花粉優(yōu)先”的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象非常重要，維護(hù)了物種的純系遺傳。然而，在過去的一個(gè)多世紀(jì)中，人們對這種現(xiàn)象的分子機(jī)制仍然知之甚少。
　　蛋白質(zhì)與植物基因研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（北京大學(xué)）瞿禮嘉課題組發(fā)現(xiàn)，若將擬南芥的花粉與另一種與擬南芥親緣關(guān)系很近的物種琴葉擬南芥的花粉一起共同授于擬南芥的柱頭上，在小肽信號(hào)AtLURE1正常的植物中，擬南芥的花粉管被優(yōu)先吸引，競爭性明顯；而在缺失了AtLURE1信號(hào)的突變體植株中，擬南芥的花粉管被優(yōu)先吸引的能力就顯著降低。這表明，AtLURE1s并不是擬南芥雌性器官分泌的吸引雄方花粉管的唯一信號(hào)，而是一類通過增加自身花粉管競爭能力、促進(jìn)與親緣關(guān)系相近物種產(chǎn)生遺傳隔離的信號(hào)（見附圖）；該研究結(jié)果賦予了AtLURE1新的生物學(xué)功能，為達(dá)爾文在160年前用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了的“同種花粉優(yōu)先”現(xiàn)象提供了分子機(jī)制層面的解釋。
　　該課題組進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，擬南芥的雌性器官還可以分泌四個(gè)沒有物種特異性的吸引花粉管的小肽信號(hào)，這幾個(gè)小肽信號(hào)不僅可以吸引擬南芥的花粉管，還可以吸引其他近緣種如琴葉擬南芥和哈勒氏擬南芥的花粉管；他們把這四個(gè)沒有物種特異性的小肽命名為XIUQIU（為“繡球”的漢語拼音，取自中國古代待嫁女子拋繡球選丈夫的典故）。這也解釋了為什么在所有AtLURE1s基因被突變后，擬南芥的花粉管仍然能夠找到胚珠、完成受精并產(chǎn)生種子。“繡球”小肽信號(hào)的發(fā)現(xiàn)極大地完善了小肽信號(hào)調(diào)控有花植物受精過程的作用模型。該研究成果近期在Science雜志發(fā)表。

左圖：擬南芥AtLURE1s-PRK6小肽受體信號(hào)通路通過特異吸引自身花粉管穿出隔膜的作用，促進(jìn)A. thaliana與近緣種A. lyrata的遺傳隔離。右圖：物種特異的吸引花粉管的小肽AtLURE1s與非物種特異的吸引花粉管的小肽XIUQIUs共同調(diào)控花粉管的導(dǎo)向過程。