近日，《美国科学院院刊》在线发表了浙江大学生命科学学院方卫国教授团队的最新研究成果。该团队发现，绿僵菌的MMD基因和MIR基因联手能将土壤和水体中剧毒的甲基汞和二价汞一步步转化为低毒易挥发的零价汞，从而揭示了绿僵菌抗汞能力的遗传和生化机制，可为汞污染治理提供更有效、更安全的生物修复方法。
两个基因联手完成二次脱汞
绿僵菌是一种真菌，活跃于植物根系，能把土壤中的磷元素提取出来，供植物吸收，并帮助植物抵御一些微生物病原菌的侵袭。植物也会将制造的葡萄糖“回赠”给绿僵菌。
“在农业生产上，它也是一种广泛使用的生物杀虫剂。”方卫国说，如果你在田间看到发霉的绿色昆虫“干尸”，大概率是绿僵菌干的。
在以往的研究基础上，该团队在绿僵菌中发现了MMD和MIR两个抗汞基因。地球上的150多万种真菌中，同时拥有这两个基因的物种很少见。
方卫国介绍，基因MMD与甲基汞相关，它能产生脱甲基酶，将剧毒的甲基汞降解为二价汞的形态；而基因MIR则能产生汞离子还原酶，让二价汞再转化为零价汞，使汞的毒性进一步降低，且容易挥发到空气中，从而被活性炭吸附后轻松去除。
该团队通过设置对照试验，在每升培养基中倒入10毫克的甲基汞，模拟汞污染的重灾区，并“派出”敲除抗汞基因、野生、加强抗汞基因三类绿僵菌进行测试。
结果显示，野生绿僵菌能够在汞污染重灾区基本正常生长，不受妨碍；敲除抗汞基因的绿僵菌则奄奄一息，生存半径明显萎缩，最终“中毒身亡”；抗汞基因加强版的绿僵菌，则表现出了比野生绿僵菌更强的生命力。
绿僵菌治污应用前景可观
汞污染严重威胁人类健康和粮食安全。方卫国介绍，汞有不同类型的化合物和单质，毒性各不相同，其中毒性最强的当属甲基汞。这种汞进入人体后会遍布全身各器官组织，损害神经系统，造成不可逆的损伤。目前，环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。
该研究团队在绿僵菌身上看到了新的希望。绿僵菌维护成本很低，可依靠植物根系分泌的营养物质生长繁殖，具有一次释放、长期治理的优点。
“我们做了一组回补实验，将两个抗汞基因重新补回基因敲除的绿僵菌后，它们的抗汞性能又回来了。”方卫国说，研究证实，两个基因“联手”巧妙地化汞于“无形”。
除此之外，由于玉米对甲基汞没有招架之力，该团队进一步开展了“盆栽玉米试毒”实验，发现在绿僵菌的护佑下，土壤中的甲基汞层层消解，减少了汞进入植物体内的机会。10天以后，盆栽玉米中的汞已不见踪影，玉米长势良好。
“这证明了与植物共生的绿僵菌可修复土壤中的汞污染，降低植物的汞累积，促进植物健康与生长。”方卫国介绍，将绿僵菌菌丝投入水中，也可以修复淡水和海水中的汞污染。让绿僵菌在广袤的农田和山林中参与污染土壤治理，将会是一种可行性很高的土壤汞污染微生物修复方法。
“目前，我们为该项成果申请了多项国内外专利，并正在开展相关的田间试验。”方卫国说，“由于绿僵菌是一种生物防治剂，在生态环境中的安全性已经得到证实，且它的批量生产技术也已成熟，因此从实验室到现实应用的距离并不遥远。”