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农业资源研究中心发现喜镉真菌

  

  自然界拥有众多具有镉抗性的微生物,申博太阳城现金网游戏网:这些微生物抗性特征也有不同的表现。通常,我们把拒绝吸收环境高浓度镉的特征称为抵抗,把能够吸收高剂量镉并维持生存的特征称为耐受。那么,有没有微生物可以在高浓度镉的环境里反而生长更好呢?近日,农业资源研究中心李小方研究组从本地农田中分离到一株真菌,发现其具有上述特征。该菌株在接种到小麦根部以后,可以显著降低小麦镉吸收。通过毒理学、转录组和显微表征,研究组提出了喜镉微生物的概念。本项研究成果以”A newly-isolated Cd-loving Purpureocillium sp. strain YZ1 substantially alleviates Cd toxicity to wheat“为题发表在Plant and Soil上。

  重金属污染农田安全利用技术是当前环境科学研究领域的重大挑战之一。李小方研究员及其团队在之前的研究中已经指出,以低镉小麦-微生物根际钝化为核心的生物技术是目前最具可行性的技术(Li, LDD, 2019;李小方,中国生态农业学报,2020;Li &Zhou,Pedosphere, 2020)。因此,进一步发掘本地镉抗性微生物资源成为紧迫的科学任务。通过对栾城站农田土壤抗性细菌和真菌的批量分离,李小方研究团队发现十余株镉/铜抗性真菌和细菌,YZ1是其中生长快、抗性高、易保藏的菌株之一。研究发现,YZ1属于丝状淡紫拟青霉菌,可以耐受最高100 mM的镉。而其最高生物量出现在0.4 mM镉,在该浓度下,其生长、形态和转录组并没有表现出胁迫现象。在2 mM镉浓度下,该菌株才出现生物量和转录组的轻微胁迫现象。因此,该研究组将YZ1称为喜镉微生物。盆栽试验表明,将该菌株接种到小麦根部后,苗期小麦镉吸收可以降低25%左右。分子标记表明,该菌株实现了根部定殖,并显著影响了小麦镉转运/抗性基因的表达。YZ1影响小麦镉吸收的分子机理有待进一步研究,而基于该菌株的菌肥研发也在进行之中(专利号:ZL201711100179.8)。

  论文第一作者为农业资源研究中心郑鑫博士,博士生杨树深为共同一作,李小方研究员为该论文通讯作者。研究受到了河北省杰出青年基金(D2018503005), 国家重点研发计划(2018YFD0800306), 和河北省自然科学基金(C2018503011)资助。

   

  喜镉微生物YZ1的分离表征和缓解小麦镉毒害效果

  论文链接

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