2022年7月4日,，華南農(nóng)業(yè)大學生命科學學院王浩教授團隊在《Autophagy》 (2022 IF:13.391) 上發(fā)表題為“Autophagy and its mediated mitochondrial quality control maintain pollen tube growth and male fertility in Arabidopsis ”的研究論文,，該研究揭示了在擬南芥花粉管生長和雄性生殖過程中,，自噬在介導線粒體質(zhì)量控制中發(fā)揮重要的調(diào)控生物學功能,。

  自噬(Autophagy)是真核生物的主要分解代謝途徑之一，參與調(diào)控植物生長,、發(fā)育和衰老等過程,。近年研究發(fā)現(xiàn)自噬也參與調(diào)控植物生殖和育性，其中包括雄性配子體形成和植物自交不親和反應(yīng)等,?？焖偾覙O性生長的花粉管負責介導和運輸兩個精細胞至子房并釋放，在植物有性生殖過程中發(fā)揮著關(guān)鍵的功能,?；ǚ酃艿目焖俚纳L需要消耗大量的物質(zhì)和能量。通過降解胞內(nèi)儲存的淀粉,、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等物質(zhì),，花粉管可持續(xù)獲得細胞生長所需的物質(zhì)與能量。但是,，自噬是否參與并調(diào)控了花粉管生長以及它在植物受精過程中發(fā)揮怎樣的生物學功能都尚未被研究和揭示,。

  該研究發(fā)現(xiàn)自噬在擬南芥花粉管生長和雄性育性過程中發(fā)揮重要生物學功能。通過研究和追蹤自噬報告蛋白SH3P2和核心ATG蛋白的亞細胞定位和運動軌跡,，揭示了自噬在花粉管中的生物發(fā)生過程與時空分布,。進一步研究發(fā)現(xiàn)，抑制自噬可顯著抑制擬南芥花粉萌發(fā),、花粉管生長和植物受精過程,。在生長的花粉管中，對ATG8e標記的自噬小體和去極化線粒體實時追蹤成像發(fā)現(xiàn),，它們在時空上可以發(fā)生結(jié)合與互作,，誘導線粒體自噬的發(fā)生，且進一步發(fā)現(xiàn)該互作是由ATG8-family interacting motif（AIM）識別位點所特異性介導,。最后,，該研究發(fā)現(xiàn)，在花粉管中,，線粒體自噬與多種形式的自噬共同存在并維系花粉管的快速生長,，在擬南芥雄配子體受精過程中發(fā)揮重要的調(diào)控功能,。該研究對深入闡明自噬調(diào)控花粉管極性生長和育性的分子作用機制和生物學功能奠定了重要的理論基礎(chǔ)。

花粉管生長過程中自噬途徑的示意圖

  華南農(nóng)業(yè)大學生命科學學院閆河博士為該文第一作者,，王浩教授為通訊作者,。華南農(nóng)業(yè)大學吳鴻教授、黃巍教授以及南方科技大學謝宇聰教授對該研究提供了寶貴的技術(shù)支持,。該研究得到國家自然科學基金委重大研究計劃和面上項目以及廣東省自然科學基金項目的資助,。

文圖/生命科學學院 王浩