6月2日，生命科学学院王浩教授团队在国际植物学权威期刊New Phytologist（中科院一区Top期刊，影响因子8.1）上发表题为 “Autophagy in Plant Male Reproduction: Conserved Machinery, Divergent Functions”的研究综述。该综述系统比较和分析了细胞自噬在动、植物雄性生殖过程中的调控功能与分子作用机制，阐述了自噬核心分子机器具有高度进化保守性，但同时也存在特异性生殖结构和需求下发生显著功能的分化。
自噬是真核生物中保守的胞内降解与物质循环途径，通过自噬泡形成、底物包裹与液泡/溶酶体降解，维持细胞器质量、能量代谢与细胞稳态，广泛参与发育、胁迫应答与生殖过程。在动物中，自噬发挥着重要的发育调控功能，它直接参与精子形态建成、鞭毛发生、胞质清除及受精后父系线粒体降解，其功能缺失直接导致雄性不育。但是在被子植物的生殖过程中，传统观念认为自噬不发挥重要的生物学功能。但最新一系列研究表明，自噬以时空特异性的方式全程调控植物雄配子体发育，且在高温等逆境下通过维系花粉发育和育性，对植物产量有重要的调控功能。
动、植物在生殖发育方式和受精模式上存在巨大的差异，这需要自噬在其中要实现功能的适应性重塑过程。植物依赖花粉管极性生长运送不可运动的两个精细胞来实现双受精，而动物则通过精子的主动运动完成受精。该综述通过系统比较和总结动植物自噬在生殖调控中的保守性和功能分化特征，在讨论了在进化过程中，自噬根据动、植物生殖过程的特点和需求，在机制保守的基础上，产生的功能性的特异性分化和变化。并在此基础上提出几个未来待解决的重要科学问题：一、植物雄性育性是否存在不依赖经典自噬的补偿性降解通路？二、植物线粒体选择性自噬的特异性受体及其分子识别机制是什么？三、雄配子体发育过程中液泡形态重塑与自噬降阶的功能关系是什么？四、经典自噬通路在植物受精过程中是否具有调控父系线粒体清除，以及启动该降解途径的上游信号调控机制是什么？上述科学问题的解析，将进一步完善植物自噬的功能调控网络，为在全球气候急剧变化条件下，通过自噬调控作物育性以保障或提高产量提供新理论支撑和潜在实践应用价值。
自噬参与调控植物雄性生殖过程的功能示意图
生命科学学院副教授闫河、在读本科生李建星及硕士研究生郑韵儿撰写和准备了该综述的初稿和图表，为共同第一作者。王浩教授指导了论文的写作思路并修改了论文和图表，为通讯作者。王浩教授课题组得到国家自然科学基金委重大研究计划集成项目、面上项目，广东省自然科学基金以及广东省本科生全英教学改革项目的资助。
相关论文链接：https://doi.org/10.1111/nph.71313
文图/生命科学学院 赵利锋
