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武汉大学孙蒙祥团队揭示被子植物父本线粒体清除的机理

2026/02/07

文章导读
你可能从未想过,植物的“母系遗传”背后藏着一场精密的“细胞暗战”。当精细胞与卵细胞相遇,父本的线粒体并非自然退场,而是被一场特异性极强的“微自噬”彻底清除。我们曾以为这是被动过程,实则是一套由ATG5-HSP90.2精准调控的主动清除机制,仅在雄性生殖细胞中悄然启动。这项来自武汉大学孙蒙祥团队的发现,不仅证实了植物中存在前所未有的线粒体微自噬现象,更揭开了被子植物如何确保母系遗传稳定性的百年谜题。如果这一机制出错,后果不只是遗传混乱——它甚至可能阻断胚胎的正常发育。但最令人震惊的是,这套系统是如何在亿万年间精准演化的?答案或许将改写我们对植物生命起源的认知。
— 内容由好学术AI分析文章内容生成,仅供参考。

通讯员笙柯)1月21日,武汉大学生命科学学院教授孙蒙祥团队在《自然植物》(Nature Plants)在线发表了其突破性发现。论文题为“ATG5-HSP90.2-mediated micromitophagy as a cytological basis for maternal inheritance of plant mitochondria(《ATG5-HSP90.2介导的线粒体微自噬是植物线粒体母性遗传的细胞学基础》),揭示了被子植物通过一种特殊的“线粒体微自噬”机制清除父本线粒体。

武汉大学孙蒙祥团队揭示被子植物父本线粒体清除的机理

ATG5控制精细胞发生过程中的父本线粒体清除

武汉大学孙蒙祥团队揭示被子植物父本线粒体清除的机理

雄性生殖系细胞命运决定激活的线粒体微自噬

该项工作首次证实了线粒体微自噬在植物中的存在,并揭示了液泡通过膜内陷直接吞噬并降解线粒体的详细细胞学过程。结果显示,线粒体微自噬仅在雄性生殖系细胞中特异性发生,是被子植物进化出的一种父本线粒体清除新方式。研究表明,线粒体微自噬是被子植物清除父本线粒体的保守途径,并且其在进化过程中不断优化以适应不同植物类群中雄性生殖系细胞所具有的不同特性。最后,胚胎发育的分析阐释了这种巧妙的机制不仅有助于线粒体母性遗传,还支持了受精后合子向胚胎的正常转变。总之,本工作通过配子发生、微自噬、细胞质遗传等多方面的交叉研究,填补了被子植物父本线粒体清除机制的长期认知空白。

孙蒙祥为论文通讯作者,武汉大学生命科学学院已毕业博士生黄小荣(现厦门大学生命科学学院PI)为论文第一兼共同通讯作者。马萨诸塞大学Alice Y. Cheung院士参与并作出重要贡献。

研究工作得到国家自然科学基金、贵州省学科建设专项经费、福建省自然科学基金等资助。


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