近日，《美國科學院院刊》在線發表了浙江大學生命科學學院方衛國教授團隊的最新研究成果。該團隊發現，綠僵菌的MMD基因和MIR基因聯手能將土壤和水體中劇毒的甲基汞和二價汞一步步轉化為低毒易揮發的零價汞，從而揭示了綠僵菌抗汞能力的遺傳和生化機制，可為汞污染治理提供更有效、更安全的生物修復方法。
兩個基因聯手完成二次脫汞
綠僵菌是一種真菌，活躍于植物根系，能把土壤中的磷元素提取出來，供植物吸收，并幫助植物抵御一些微生物病原菌的侵襲。植物也會將制造的葡萄糖“回贈”給綠僵菌。
“在農業生產上，它也是一種廣泛使用的生物殺蟲劑。”方衛國說，如果你在田間看到發霉的綠色昆蟲“干尸”，大概率是綠僵菌干的。
在以往的研究基礎上，該團隊在綠僵菌中發現了MMD和MIR兩個抗汞基因。地球上的150多萬種真菌中，同時擁有這兩個基因的物種很少見。
方衛國介紹，基因MMD與甲基汞相關，它能產生脫甲基酶，將劇毒的甲基汞降解為二價汞的形態；而基因MIR則能產生汞離子還原酶，讓二價汞再轉化為零價汞，使汞的毒性進一步降低，且容易揮發到空氣中，從而被活性炭吸附后輕松去除。
該團隊通過設置對照試驗，在每升培養基中倒入10毫克的甲基汞，模擬汞污染的重災區，并“派出”敲除抗汞基因、野生、加強抗汞基因三類綠僵菌進行測試。
結果顯示，野生綠僵菌能夠在汞污染重災區基本正常生長，不受妨礙；敲除抗汞基因的綠僵菌則奄奄一息，生存半徑明顯萎縮，最終“中毒身亡”；抗汞基因加強版的綠僵菌，則表現出了比野生綠僵菌更強的生命力。
綠僵菌治污應用前景可觀
汞污染嚴重威脅人類健康和糧食安全。方衛國介紹，汞有不同類型的化合物和單質，毒性各不相同，其中毒性最強的當屬甲基汞。這種汞進入人體后會遍布全身各器官組織，損害神經系統，造成不可逆的損傷。目前，環境中的汞污染治理主要采用物理吸附、植物吸附等方式，但效果并不理想。
該研究團隊在綠僵菌身上看到了新的希望。綠僵菌維護成本很低，可依靠植物根系分泌的營養物質生長繁殖，具有一次釋放、長期治理的優點。
“我們做了一組回補實驗，將兩個抗汞基因重新補回基因敲除的綠僵菌后，它們的抗汞性能又回來了?！狈叫l國說，研究證實，兩個基因“聯手”巧妙地化汞于“無形”。
除此之外，由于玉米對甲基汞沒有招架之力，該團隊進一步開展了“盆栽玉米試毒”實驗，發現在綠僵菌的護佑下，土壤中的甲基汞層層消解，減少了汞進入植物體內的機會。10天以后，盆栽玉米中的汞已不見蹤影，玉米長勢良好。
“這證明了與植物共生的綠僵菌可修復土壤中的汞污染，降低植物的汞累積，促進植物健康與生長?！狈叫l國介紹，將綠僵菌菌絲投入水中，也可以修復淡水和海水中的汞污染。讓綠僵菌在廣袤的農田和山林中參與污染土壤治理，將會是一種可行性很高的土壤汞污染微生物修復方法。
“目前，我們為該項成果申請了多項國內外專利，并正在開展相關的田間試驗?！狈叫l國說，“由于綠僵菌是一種生物防治劑，在生態環境中的安全性已經得到證實，且它的批量生產技術也已成熟，因此從實驗室到現實應用的距離并不遙遠?！?/span>
