綠狐尾藻強耐銨特性及生理機制研究獲新進展

　　利用濕地植物綠狐尾藻構建的污水凈化人工濕地，近年來在農業面源污染廢水控制特別是高銨污染廢水治理方面效果顯著，已在我國南方多地推廣應用。但是，綠狐尾藻強耐銨的特性及生理機制仍缺乏系統性的研究。

　　中國科學院亞熱帶農業生態研究所研究員吳金水團隊以強耐銨的濕地植物綠狐尾藻為研究對象，從分子和生理角度較系統地研究了綠狐尾藻對銨的生理響應特性及耐受高銨的作用機制。近日，這一研究成果發表在《環境管理》（Journal of Environmental Management）上。

　　研究結果表明，室內水培條件下，綠狐尾藻在0.5-20mM的銨處理下能夠很好地生長，且對銨的耐受濃度高達30mM。研究初步揭示了綠狐尾藻的強耐銨作用機制，即礦質離子調控植物體內游離銨的平衡，以及通過增加N代謝酶GS/GOGAT的活性和抗氧化酶SOD的活性，加速了銨的代謝、緩解銨毒。

　　據介紹，研究結果為利用綠狐尾藻構建的人工濕地進行高銨污染廢水的高效治理提供了理論依據，同時在農業面源污染治理的難點問題方面具有實踐指導意義。

　　吳金水研究員團隊此前已以耐高銨的濕地植物綠狐尾藻為研究對象，借助二代轉錄組和三代轉錄組測序技術，比較研究了綠狐尾藻在不同銨濃度處理下相應基因的表達差異及其生理響應。研究結果表明，在高銨條件下，綠狐尾藻下調了根系中銨轉運蛋白基因的表達，避免了過多銨的吸收；另一方面，通過增加銨同化基因的表達，增強了銨在體內的同化，及時將銨轉化成氨基酸，降低了過多的銨對細胞造成的毒害；上調表達的過氧化氫酶基因有助于清除體內由于過量銨誘導產生的活性氧，葉綠素a/b結合蛋白（LHC）基因的上調表達提高了綠狐尾藻葉片捕獲光，并將光能轉化為化學能的能力，為銨同化提供了充足的碳源。

　　該研究得到了國家自然科學基金面上項目、中國科學院戰略性重點研究項目、中國科學院前沿科學重點研究項目和湖南省水利科技攻關項目的資助。

　　相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.115368