廣東
近日，華南農業大學生命科學學院王浩教授團隊在國際植物學權威期刊New Phytologist上發表題為“Autophagy in Plant Male Reproduction: Conserved Machinery, Divergent Functions”的研究綜述。該綜述系統比較和分析了細胞自噬在動、植物雄性生殖過程中的調控功能與分子作用機制，闡述了自噬核心分子機器具有高度進化保守性，但同時也存在特異性生殖結構和需求下發生顯著功能的分化。
自噬是真核生物中保守的胞內降解與物質循環途徑，通過自噬泡形成、底物包裹與液泡/溶酶體降解，維持細胞器質量、能量代謝與細胞穩態，廣泛參與發育、脅迫應答與生殖過程。在動物中，自噬發揮著重要的發育調控功能，它直接參與精子形態建成、鞭毛發生、胞質清除及受精后父系線粒體降解，其功能缺失直接導致雄性不育。但是在被子植物的生殖過程中，傳統觀念認為自噬不發揮重要的生物學功能。但最新一系列研究表明，自噬以時空特異性的方式全程調控植物雄配子體發育，且在高溫等逆境下通過維系花粉發育和育性，對植物產量有重要的調控功能。
動、植物在生殖發育方式和受精模式上存在巨大的差異，這需要自噬在其中要實現功能的適應性重塑過程。植物依賴花粉管極性生長運送不可運動的兩個精細胞來實現雙受精，而動物則通過精子的主動運動完成受精。該綜述通過系統比較和總結動植物自噬在生殖調控中的保守性和功能分化特征，在討論了在進化過程中，自噬根據動、植物生殖過程的特點和需求，在機制保守的基礎上，產生的功能性的特異性分化和變化。并在此基礎上提出幾個未來待解決的重要科學問題：一、植物雄性育性是否存在不依賴經典自噬的補償性降解通路？二、植物線粒體選擇性自噬的特異性受體及其分子識別機制是什么？三、雄配子體發育過程中液泡形態重塑與自噬降階的功能關系是什么？四、經典自噬通路在植物受精過程中是否具有調控父系線粒體清除，以及啟動該降解途徑的上游信號調控機制是什么？上述科學問題的解析，將進一步完善植物自噬的功能調控網絡，為在全球氣候急劇變化條件下，通過自噬調控作物育性以保障或提高產量提供新理論支撐和潛在實踐應用價值。
自噬參與調控植物雄性生殖過程的功能示意圖
生命科學學院副教授閆河、在讀本科生李建星及碩士研究生鄭韻兒為共同第一作者。王浩教授為通訊作者。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1111/nph.71313
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