绿僵菌有广泛的生态位,是研究真菌环境适应性进化的代表性材料之一。近年来,方卫国课题组系统研究了基因水平转移在绿僵菌适应性进化中的作用。2019年,该课题组发表在PNAS的文章报道(https://doi.org/10.1073/pnas.1816430116),罗伯茨绿僵菌通过基因水平转移共获得了18个基因,并由此发现了绿僵菌成为昆虫病原真菌的必要毒力进化事件。近期,该课题组分析了一个也是通过基因水平转移获得的甲基汞去甲基酶基因Mmd和一个通过垂直遗传获得的二价汞还原酶基因Mir,发现这两个基因先后作用可将甲基汞转换为零价汞。在汞污染的土壤中,Mmd和Mir基因使得绿僵菌能清除土壤汞污染、降低玉米组织中的汞累积、促进玉米健康和生长发育,因此在该菌与植物形成互惠共生关系时起重要作用。人类的工业活动和气候变暖使得土壤和水体汞污染问题日益严重,各种价位的汞都具有毒性,其中具脂溶性的甲基汞毒性尤强,严重威胁着食品安全和人类健康。根据方卫国课题组的上述发现,利用绿僵菌与植物之间的互惠共生关系可能会为修复土壤和水体汞污染提供一个新方法,具有重要的意义。
2022年11月15日,上述研究成果以“Bioremediation of mercury-polluted soil and water by the plant symbiotic fungus Metarhizium robertsii”为题在期刊PNAS上发表。已毕业博士生吴聪葱为本文第一作者,方卫国教授为通讯作者,浙江大学生命科学学院为论文第一作者单位。该项工作得到国家基金委、科技部的支持。
2022年方卫国课题组还取得了多项其它的研究进展,他们与浙江大学环资学院的施积炎教授课题组合作发现,绿僵菌也能与水稻和拟南芥互作,降低它们组织内的镉含量,促进植物生长,有关结果发表在期刊Journal of Hazardous Materials和Chemosphere。同时在绿僵菌与植物互作机制和绿僵菌衰老机制等方面也有重要发现,有关结果发表在mSystems和Environmental Microbiology等期刊。
全文链接:https://pnas.org/doi/10.1073/pnas.2214513119