扬大团队发现植物“解毒”基因对保障粮食安全具有重要意义

来源：扬州日报-扬州网时间：2022-04-15 11:02:36

民以食为天，食以土为本。土壤污染对人类危害极大，不仅导致粮食减产，还会影响人体健康。近日，扬州大学农学院科研团队在国际著名杂志期刊《危险材料杂志》上在线发表论文，首次揭示植物基因SagB具有降解芳香族硝基化合物的能力，为受此类物质污染的土壤进行植物修复提供了新的技术途径和基因资源。

“芳香族硝基化合物是一类重要的化工原料，被广泛用于医药、农药、除草剂、染料、炸药等化工产品的生产，具有很高的毒性，进入土壤后会长时间残留，是最难降解的有机污染物之一。”扬州大学农学院教授杨泽峰告诉记者，现有的土壤修复技术仍不太成熟，物理修复花费高，化学修复容易引起土壤质量下降。植物修复基因工程是一种经济、有效、适合大规模农田治理的科学修复技术，利用植物来净化土壤污染具有成本效益高、可原位施用、侵入性小、破坏性小等显著优点。

扬州大学团队通过对多个数据库搜索比对并进行系统进化分析，提出大胆设想，陆生植物中SagB基因可能对硝基化合物具有耐受性，并且可能具有降解硝基化合物的功能。随后，团队通过蛋白表达纯化、酶活分析和转基因试验证实了这一设想。

“我们在拟南芥和水稻中均观察到了类似现象，SagB基因通过加快调控2,4,6—三硝基甲苯的转化，从而发挥解毒功效。”论文第一作者、扬州大学农学院博士研究生陈茹佳解释，他们的这一结果也为土壤中硝基化合物的清理提供了新的基因靶点，未来值得进一步研究将该基因应用于根系更为广泛和茂密的植物，例如多年生草本植物。

那么，植物“解毒”基因从哪里得到呢？为探索植物中SagB基因的起源与进化，团队进行了全数据库的SagB蛋白序列搜索和比对，发现SagB基因可能最早起源于细菌。此外，研究团队还发现，水平基因转移在陆生植物获取SagB基因过程中起着重要作用，且该基因可能来自亚硝酸盐氧化细菌。

采访中记者了解到，该论文得到了国际上众多科研学者的关注，澳大利亚昆士兰大学教授吉尔伯特认为，该研究不仅揭示了水平基因转移在植物抗毒机制起源方面发挥着重要作用，还为对受芳香族硝基化合物类（炸药、农药、除草剂等）污染的土壤进行植物强化修复提供了新思路和靶基因，对保障粮食安全具有重要意义。

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