The Plant Journal | 南京农业大学揭示自噬在植物繁殖过程中的重要调控作用

近日，南京农业大学园艺学院徐迎春教授团队在国际知名期刊《The Plant Journal》上发表了题为“NnSnRK1-NnATG1-mediated autophagic cell death governs flower bud abortion in shaded lotus”的论文。该研究揭示了自噬在植物繁殖过程中的重要调控作用，特别是在能量限制条件下，通过自噬调节开花过程，以提高植物的繁殖效率和能量利用效率，为理解植物如何在逆境下调整其生殖策略提供了新的视角。

荷花，一种广泛受欢迎的多年生水生植物，其花芽发育受环境因素如阴雨天和植物间相互遮挡的强烈影响。这些不利条件下的花芽败育现象，严重影响了荷花的观赏性和经济价值。该研究团队通过深入研究发现，在低光照条件下，荷花花芽中的自噬性细胞死亡（ACD）是导致花芽败育的关键因素（图1）。团队运用了组织化学染色、荧光显微镜和透射电子显微镜（TEM）等多种技术，系统地揭示了弱光环境下自噬水平的显著增加及其导致的细胞死亡现象。

图1 自噬引起的细胞死亡是花芽败育的主要原因

研究团队还发现了一条至关重要的信号调控途径，即NnSnRK1-NnATG1信号通路（图2），这一途径在荷花逆境下开花的调控中扮演着关键角色。通过对自噬相关基因（ATGs）的研究，团队发现NnSnRK1与NnATG1之间的相互作用，以及其他几种可能介导此信号调控网络的中间基因。研究发现通过阻断这条信号通路，即使在不利环境下，荷花也能更好地开花。这一发现不仅阐明了荷花应对不利生长环境的生物学机制，还展现了植物如何在能量节约和繁殖成功之间找到平衡。

图2 NnSnRK1-NnATG1信号通路中的潜在基因调控网络模式图

南京农业大学园艺学院已毕业硕士李谢宏升为论文的第一作者，荷花睡莲团队的金奇江副教授为该文的通讯作者。徐迎春教授、王彦杰副教授、博士研究生况佳颖、已毕业硕士生魏宗瑶、已毕业本科生佘铭钊参与了本项研究。该研究得到了国家自然科学基金（31971710）等项目的资助。

文章链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.16590

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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