在被子植物双受精过程中，花粉管将一对相连的精子运送到胚囊，其中一个精子与卵细胞融合，而另一个精子与中央细胞融合。前人曾提出偏向受精（preferential fertilization）的概念，意即两个精子并非随机与卵细胞或中央细胞融合，而是有一定选择性。然而，已有的研究表明拟南芥的两个精细胞都具有与卵细胞或者中央细胞融合的能力，未能证实这种偏向性。同时，由于受精融合过程比较短暂且深埋于胚珠中难以观察，关于双受精的时序性，也因存在争议悬而未决。

近日，武汉大学生命科学学院孙蒙祥教授课题组在Nature Plants发表了题为EGG CELL 1 contributes to egg-cell-dependent preferential fertilization in Arabidopsis的研究论文，证实了被子植物双受精过程中卵细胞依赖的偏向性受精现象的存在，揭示了卵细胞分泌小肽EC1在该过程中的重要作用。

进而，作者探讨了两类在卵细胞特异表达的蛋白-天冬氨酸蛋白酶ECS1/2和激活精细胞的小肽EC1，在调控卵细胞优先受精中的作用。虽然在ecs1/2突变体中，11ΔC单精子与卵细胞融合比例降低，然而在中央细胞异位表达ECS1/2时却并不能进一步提高11ΔC单精子与中央细胞的融合率，这就表明ECS1/2在卵细胞优先受精中没有直接作用。同时作者构建了5xec1 五突纯合突变体，胚珠透明发现在单受精的胚珠中，中央细胞单受精的胚珠远远多于卵细胞单受精的胚珠，表明在缺乏EC1蛋白的情况下，精卵融合表现出更严重的缺陷。更重要的是，当EC1.1在5xec1胚珠的中央细胞异位表达时，单精子-中央细胞融合率与野生型相比显著增加，这就表明EC1明显参与了调控受精的偏好性。

综上，该研究明确了卵细胞依赖的偏向受精现象的存在，不仅提出了新的概念，提供了坚实的证据，同时也揭示了其调控机理。

武汉大学王伟博士后，德国雷根斯堡大学Raphael Malka为该论文共同第一作者。武汉大学孙蒙祥教授，德国雷根斯堡大学Stefanie Sprunck以及武汉轻工大学教师熊晗仙为论文共同通讯作者。此项研究受到国家自然科学基金重点项目的资助。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41477-023-01616-5

原标题：《【前沿进展】Nature Plants | 武汉大学孙蒙祥课题组揭示植物偏向受精的新机制》