随着全球气候变化加剧，农作物生殖发育过程正频繁遭遇短暂而剧烈的环境波动，其中花期遭遇的低温冷害尤为突出，严重威胁花粉育性与最终产量。植物雄性生殖发育高度依赖花药绒毡层的程序性死亡（Program cell death，PCD）按时发生，这一过程若受冷胁迫干扰，将导致花粉败育和结实率下降。然而，植物如何在环境波动中维持生殖发育的稳健性，其内在缓冲机制长期未被充分认识。

 

    受The Innovation Life杂志邀请，中国科学院遗传与发育生物学研究所育种前沿技术实验室汪亚中研究组为近期发表在Nature杂志的研究长文Cold-induced peptide signalling secures pollen resilience and crop yield撰写题为From developmental signalling to climate resilience：Expanding the functional landscape of RGF small peptides的评注性文章，于2026年8月24日在线发表（https://doi.org/10.59717/j.xinn-life.2026.100244）。

 

    陈树栋等人通过整合转录组学、遗传学、结构生物学、多肽生化及钙成像等手段，在番茄中鉴定出两个冷胁迫诱导的小肽SlRGF9和SlRGF10。冷害条件下，SlRGF9/10被诱导表达，激活由SlRGFR6受体与SlSERK共受体组成的受体复合物，进而通过环核苷酸门控通道SlCNGC16/18介导钙离子内流，触发及时的绒毡层PCD，从而维持花粉活力和生殖成功（图A）。尤为关键的是，Slrgf9 Slrgf10双突变体在正常条件下表型微弱，却在冷胁迫下表现出生殖严重缺陷，表明该通路并非发育命运的决定者，而是环境扰动下的“条件性”守护者。这一发现将RGF/GLV/CLEL多肽家族的功能从经典的根系发育调控拓展至生殖逆境适应领域，并揭示了一个以多肽信号为核心的发育缓冲系统。

 

    该研究最深刻的启示在于，它从生物学原理层面呼应了Waddington的“发育渠化”（Canalization）理论——生物系统在遗传或环境扰动下仍能维持稳定表型输出的能力。环境胁迫可使生殖发育偏离最佳轨迹，而RGF信号模块的激活则充当缓冲机制，将发育轨道“拉回”至既定目标（图B）。这一视角提示，部分逆境响应通路的主要功能或许并非单纯的“防御”或“修复”，而是“守护发育时序的忠实执行”。在育种应用层面，传统抗逆育种常面临“抗性-产量”权衡困境，而RGF通路因其冷害特异性激活和剂量依赖性效应，提供了一种“条件性韧性模块”策略，而非组成型防御激活。陈树栋等人在番茄中过表达SlRGF9/10可挽救冷害导致产量损失的33.9%-52.2%，在水稻中优化表达OsRGF10则可减少约18%的田间产量损失，充分彰显了靶向生殖韧性通路的育种潜力（图C）。

 

    汪亚中研究组博士后李腾宇为文章第一作者，汪亚中研究员为通讯作者。该工作获得国家级青年人才项目、国家自然科学基金面上项目及中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.59717/j.xinn-life.2026.100244

 

气候不稳定性使发育中的生殖组织日益暴露于瞬时环境扰动，尤其是花粉发育期间的冷胁迫。低温诱导的
SlRGF9/10肽激活SlRGFR6-SlSERK受体复合物，并刺激SlCNGC16/18介导的Ca²⁺内流，从而促进绒毡层程序
性细胞死亡（PCD）的适时发生，维持花粉活力。RGF信号缺失会导致绒毡层退化延迟，并在低温条件下损害
繁殖成功率。除该分子机制外，我们提出RGF-RGFR6-Ca²⁺通路还充当一种发育缓冲系统，在环境波动威胁发
育保真度时，稳定生殖发育轨迹。从渠化（canalization）框架来看，环境胁迫可使发育偏离其最优轨迹，而
RGF信号则起到维持发育稳健性和繁殖成功的作用。该通路在作物物种中的保守性，凸显了其在未来农业育种
策略中的潜在价值，有助于提高生殖适应性、产量稳定性和气候适应能力。