自噬是一种存在于真核生物中，用于调控细胞内部物质循环利用的高度保守机制。它在调控雄性生育能力和有性繁殖方面扮演着至关重要的角色。此前，尽管已知动物中自噬相关蛋白（ATG）的突变会导致严重的精子形成与成熟障碍，甚至造成雄性不育，但普遍认为自噬在拟南芥的生殖过程中并不是必不可少的，因为大多数自噬相关基因突变体仍能完成生命周期并产生成熟的种子，没有显示出明显的生殖或生育力下降。
然而，王浩教授团队的最新研究通过分析自噬核心成分缺失的atg5、atg7单突变体以及它们的双突变体，揭示了自噬在拟南芥雄性生殖中的重要作用。研究发现，这些突变体在花粉萌发、花粉管延伸和种子产量等方面存在不同程度的缺陷，明显不同于野生型植物。尤为关键的是，研究首次指出自噬可通过选择性地降解肌动蛋白解聚因子ADF7和Profilin2来调控花粉精细胞的形成及花粉管的生长过程中的肌动蛋白动态重组。此过程需要依赖于自噬受体NBR1和ATI，以确保这些肌动蛋白解聚因子被准确地选择并降解，保持细胞内微丝结构的解聚与聚合之间的平衡，保障细胞骨架的正确排列和功能。
这项研究不仅为自噬领域的学术研究开辟了新方向，加深了我们对自噬在不同生物体系中作用异同的认识，而且为探究自噬如何调控植物生殖过程的分子机理提供了宝贵的理论依据。研究团队还计划继续深入研究自噬在植物生殖调控网络中的具体作用，并探索其潜在的农业应用价值。
自噬调控拟南芥雄配子体发育和育性的工作模型示意图
生命科学学院闫河博士后和硕士研究生卢镇为本文的共同第一作者，已毕业本科生李年乐（中山大学在读研究生），倪载略和李雪泉（上海科技大学在读研究生）也参与了该研究工作。此外，华南农业大学博士后杨明康、吴鸿教授和赵利锋副教授，以及中国农业大学王向锋副教授对本研究提供了支持和与帮助，王浩教授为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金委重大研究计划（培育项目和集成项目）、面上项目、青年项目以及中国博士后科学基金的资助。
