近日，云顶娱乐 云顶娱乐 、果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室、湖北洪山实验室邓秀新院士团队柴利军教授课题组，通过构建首个覆盖柑橘亚科11个属的泛S位点（pan-S-locus）图谱，成功阐明柑橘亚科SI的起源与演化机制。研究成果以《Pan-S-locus analysis reveals insights into the origin and evolution of self-incompatibility in the orange subfamily》为题发表于国际学术期刊《Genome Biology》。该发现为深入解析植物类群SI系统的演化提供了重要范式，并将为系统揭示被子植物SI系统的宏观进化规律奠定基础。
自交不亲和性（Self-Incompatibility, SI）是被子植物进化过程中形成的重要生殖策略，旨在防止自交、促进异交，从而维持物种遗传多样性。柴利军教授课题组前期研究首次证实芸香科柑橘亚科属于以S-RNase介导的配子体自交不亲和系统，控制其自交不亲和系统的雌蕊决定因子为S-RNase（Nature Plants，2020），雄蕊决定因子为SLF (S-Locus F-box)（Journal of Experimental Botany，2024 封面）。并且系统明确柑橘属（Nature Plants，2020；Horticulture Research，2021）、金柑属（Plant Biotechnology Journal，2024 封面）枳属（Plant Communications，2024）资源独特亲和演化机制及下游的复杂调控网络（Plant Physiology，2024）。但有关S位点（S-locus）的表征及演化机制始终还未有明显进展。
被子植物的SI多由单一高多态性超基因S位点（S-locus）控制，该位点包含两类紧密连锁的S决定因子基因，分别在花柱组织和花粉中特异性表达。由于S位点具有高多态性、重组抑制、富含转座元件（Transposable Elements, TE）等特征，且其长度在不同家族中可从数百kb跨越至数十Mb，鲜有物种实现S位点的完整重构，这极大制约了该超基因进化机制的研究。自S-RNase介导的SI系统关键基因被鉴定以来，S位点的表征及演化机制始终是学界关注焦点。
研究利用Revio测序技术完成S单倍型组装，绘制出涵盖柑橘亚科11个属88个S单倍型的泛S位点图谱。基于S位点基因与转座元件的精准注释，团队首次揭示柑橘亚科S-locus的独特结构特征。系统进化分析证实，柑橘亚科中S-like-RNase与S-RNase、nonS-locus F-box与SLFs具有共同起源。研究同时发现，核心保守基因在S基因聚集前已形成S位点前体，基因组中的RNase及F-box基因被选择为S基因的潜在祖先，最终促成柑橘亚科S-locus超基因簇的形成。
通过比较S位点外群同源序列的核心保守非S基因片段，研究揭示柑橘亚科S位点起源于多次异步复制事件：首先由核心保守非S基因簇组装形成S位点前体（Pre-S-locus）；随后通过S基因迁移或复制建立原型S位点（Proto-S-locus）；最终经复杂结构变异、重排及重组抑制形成功能性S位点。转座元件在驱动S基因进化中发挥关键作用，其活跃常伴随假基因化事件及自交不亲和性丢失。本研究对柑橘亚科泛S位点的全面解析，为破解自交不亲和系统的复杂性奠定关键基础，并为植物生殖策略的演化机制研究开辟新视角。
华中农业大学已出站博士后胡健兵（现安徽农业大学副教授）、华中农业大学信息云顶娱乐 杜泽臻博士为论文共同第一作者；云顶娱乐-全球高端娱乐平台-真人游戏 & 体育竞猜 柴利军教授、信息云顶娱乐 焦文标教授及胡健兵博士为通讯作者。华中农业大学刘晨晨博士、文豪博士生、刘聪博士生参与研究；湖南省农业科云顶娱乐 陈鹏研究员、肇庆云顶娱乐 吉前华教授、英国Aberystwyth大学Maurice Bosch教授、华中农业大学邓秀新院士、叶俊丽副研究员及林宗成教授为本研究提供重要指导。研究获国家重点研发计划（2023YFD1200100）、中央高校创新基金项目（ZYGXONJSKYCXNLZCXM-A5）、国家自然科学基金（32270685, 32302489）及湖北省自然科学基金（2023AFB094）资助。
文章链接：//genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-025-03817-x
审核人：柴利军
