Ртутное загрязнение почвы и воды представляет собой глобальную угрозу для здоровья населения и выращивания сельхозкультур, но один почвенный гриб способен провести качественную детоксикацию
Исследователь из Мэрилендского университета и его коллеги обнаружили, что гриб Metarhizium robertsii удаляет ртуть из почвы вокруг корней растений, а также из пресной и соленой воды. Ученые также генетически модифицировали гриб, чтобы усилить его дезинтоксикационное действие против ртути, пишет портал Рhys.org.
«Наше исследование показало, что метаризиум препятствует поглощению ртути растениями. Несмотря на то, что растение кукурузы было посажено в загрязненную почву, оно нормально развивалось и было съедобно. Кроме того, гриб способен удалять ртуть как из пресной, так и из соленой воды», - прокомментировал профессор энтомологии Мэрилендского университета Рэймонд Сент-Леже.
Metarhizium - почти вездесущий энтомопатогенный гриб, и предыдущая работа лаборатории Сен-Леже доказала, что он колонизирует корни растений и защищает их от травоядных насекомых. У
Ученым известно, что Metarhizium – один из немногих живых организмов, выживающих в почве ртутных родников. Но никто ранее не определял, за счет чего происходит выживание и имеет ли это какое-либо значение для партнерских растений, с которыми гриб вступает в симбиотические отношения.
Команда Сент-Леже секвенировала геном Metarhizium и выявила два гена, которые очень похожи на гены, присутствующие в бактериях, которые, как известно, детоксицируют или биоремедиатируют ртуть.
В этой работе ученые провели ряд лабораторных экспериментов и обнаружили, что кукуруза, инокулированная Metarhizium, растет одинаково хорошо, независимо от того, была ли она посажена в чистую почву или почву, насыщенную ртутью. Более того, в растительных тканях кукурузы, выращенной в загрязненной почве, ртуть не обнаружили.
Затем исследователи генетически модифицировали грибы, удалив два гена, которые были аналогичны генам бактерий, восстанавливающих ртуть. Когда они повторили свои эксперименты, модифицированный Metarhizium больше не защищал растения кукурузы от насыщенной ртутью почвы, и кукуруза погибла.
Дабы убедиться, что гены точно обеспечивают детоксицирующие свойства, исследователи вставили их в другой гриб, который обычно не защищает кукурузу от ртути. Недавно модифицированный гриб действовал подобно Metarhizium, защищая растения от ртутной почвы.
Микробиологический анализ показал, что рассматриваемые гены экспрессируют ферменты, расщепляющие высокотоксичные органические формы ртути на менее токсичные неорганические молекулы ртути. Наконец, исследователи генетически сконструировали Metarhizium, чтобы он экспрессировал больше детоксицирующих генов и увеличивал выработку детоксицирующих ферментов.
В своем последнем эксперименте исследователи обнаружили, что они могут очистить ртуть как из пресной, так и из соленой воды за 48 часов, просто добавив гриб.
Следующий шаг - проведение полевых экспериментов в Китае, чтобы увидеть, может ли Metarhizium превратить токсичную среду в плодородные поля для выращивания кукурузы и других культур.
Современные методы восстановления загрязненных почв требуют удаления или нейтрализации токсинов со целых полей перед посадкой, что долго и дорого. Но Metarhizium быстро и дешево обезвреживает почву, непосредственно окружающую корни растений, и не дает растениям поглощать токсин.
«Это единственный известный нам подходящий вариант, потому что бактерии с такими же генетическими способностями к детоксикации ртути не живут на растениях. В дополнение к потенциалу в качестве экономически эффективного инструмента для рекультивации загрязненных сельхозземель, грибом можно очищать заболоченные земли и загрязненные водоемы», подчеркнул Сент-Леже.
(Источник: phys.org. Фото из открытых источников).
Интересна тема? Подпишитесь на персональные новости в ДЗЕН | Pulse.Mail.ru | VK.Новости.