浙江大学方卫国团队研究揭示植物共生真菌对汞污染的生物修复作用！

全世界土壤和水的汞污染是对公众健康、食物链和农业的一个主要威胁。生物修复是一种环境友好的解决方案。真菌是每个陆地和许多水生生态系统的核心，但真菌对汞的耐受性的机制仍然未知。

2022年11月14日，国际权威学术期刊PNAS发表了浙江大学方卫国团队的最新相关研究成果，题为Bioremediation of mercury-polluted soil and water by the plant symbiotic fungus Metarhizium robertsii的研究论文。这篇文章报道了植物共生真菌罗伯茨绿僵菌（Metarhizium robertsii）的耐汞性分子机制。在汞污染的土壤中，这种真菌在植物营养物质的滋养下，通过一种脱甲基酶使甲基汞脱甲基，用一种还原酶使二价汞挥发。以这种方式持续地从土壤中去除汞，可以减少汞在植物中的积累，增加植物的生长。罗伯茨绿僵菌也能从无营养的淡水和海水中清除汞。遗传工程被用来进一步提高罗伯茨绿僵菌对汞污染的土壤和水进行生物修复的能力，促进其在帮助管理一系列复杂的危险环境趋势方面的潜在用途。

在这篇文章中，科研人员展示了植物共生真菌罗伯茨绿僵菌降解甲基汞并还原二价汞，减少汞在植物中的积累，大大增加它们在受污染土壤中的生长。罗伯茨绿僵菌通过甲基汞脱甲基酶（MMD）使甲基汞脱甲基，并使用汞离子还原酶（MIR）将二价汞还原为挥发性元素汞，从而实现这一目标。即使在没有添加营养物质的情况下，罗伯茨绿僵菌也能从淡水和海水中去除甲基汞和二价汞。MMD和MIR的过表达明显提高了罗伯茨绿僵菌对被甲基汞和二价汞污染的土壤和水进行生物修复的能力。MIR同源蛋白，从而对二价汞的耐受性，在真菌中是很普遍的。相反，MMD同源蛋白在少数也能使甲基汞去甲基化的植物共生和土壤真菌中零星分布。系统发育分析表明，真菌可能通过两个独立的水平基因转移事件从细菌获得甲基汞脱甲基酶基因。在缺乏MMD同源蛋白的真菌中，MMD的异源表达使它们能够对甲基汞进行脱甲基化。科研人员的工作揭示了真菌耐受汞的机制，并可能提供一种廉价和环保的手段来清理汞污染。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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