華南農業大學生命科學學院教授王浩團隊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量控制中發揮重要的調控生物學功能。相關研究近日發表于Autophagy。
自噬是真核生物的主要分解代謝途徑之一，參與調控植物生長、發育和衰老等過程。近年研究發現自噬也參與調控植物生殖和育性，其中包括雄性配子體形成和植物自交不親和反應等。快速且極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揮著關鍵的功能。
花粉管的快速的生長需要消耗大量的物質和能量。通過降解胞內儲存的淀粉、脂質和蛋白質等物質，花粉管可持續獲得細胞生長所需的物質與能量。但是，自噬是否參與并調控了花粉管生長以及它在植物受精過程中發揮怎樣的生物學功能都尚未被研究和揭示。
本項研究發現自噬在擬南芥花粉管生長和雄性育性過程中發揮重要生物學功能。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生過程與時空分布。進一步研究發現，抑制自噬可顯著抑制擬南芥花粉萌發、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現，它們在時空上可以發生結合與互作，誘導線粒體自噬的發生，且進一步發現該互作是由ATG8-family interacting motif（AIM）識別位點所特異性介導。
該研究發現，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揮重要的調控功能。該研究對深入闡明自噬調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。
華南農業大學生命科學學院閆河博士為該論文第一作者，王浩教授為通訊作者。華南農業大學吳鴻教授、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支持。相關研究得到了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。