华南农业大学博士后、硕士生第一作者在顶级期刊(IF=15.6)发表研究成果,一种真菌,多重本领!让受污染水稻重获生机

近日，华南农业大学植物保护学院王兴民教授与肖卡特·阿里副教授领衔的研究团队在国际知名期刊《Advanced Science》上刊发了一项重要研究成果。该论文以"Metarhizium anisopliae Mitigates the Phytotoxicity of Lead and Nanoplastics on Rice by Modifying Physiological, Transcriptomic, Metabolic Activities, and Soil Microbiome"为题，首次从多维度系统阐释了绿僵菌如何借助调节植物生理代谢、基因表达谱系及根际微生物群落结构，有效减轻铅与纳米塑料双重污染对水稻造成的毒害影响。

作为一种具有重要应用价值的害虫生物防治资源，绿僵菌在农林害虫绿色防控领域已得到广泛认可。除出色的杀虫性能外，近年研究还发现其在促进作物生长及增强非生物胁迫耐受性方面展现出良好潜力。当前，农田生态系统中重金属与塑料类污染物持续累积，对农作物正常发育及粮食安全构成严峻挑战。铅作为一种高毒性且难以自然降解的重金属元素，当其与纳米塑料在土壤环境中共存时，可能产生协同增毒效应，通过类似"特洛伊木马"的作用机制加剧对水稻的损伤，表现为生长受阻、光合效率下降等症状，然而学界对这类复合污染的致毒机理及生物学缓解策略的了解仍较为欠缺。

研究团队通过深入探究绿僵菌在铅与聚乙烯纳米塑料复合污染条件下对水稻的保护作用，逐步解析出其多层次、多途径的协同调控网络。实验数据显示，经绿僵菌处理后，铅元素从土壤向水稻根系的迁移能力明显减弱，向地上部位的转运亦受到有效抑制。

与此同时，植株体内抗氧化酶系统活性得到提升，内源激素水平趋于平衡，叶绿素合成过程得到促进，从而使受胁迫水稻的生长状态与光合作用能力得以恢复。从根际微生态角度观察，绿僵菌的引入改变了土壤细菌群落组成，有利于植物生长及污染物降解的功能性菌群丰度有所增加。结合转录组学与代谢组学的综合分析进一步揭示，绿僵菌能够激活类黄酮生物合成途径、ABC转运蛋白系统以及植物激素信号转导等关键代谢通路，从分子层面系统强化水稻应对复合环境胁迫的适应机制。

此项研究创新性地提出了绿僵菌拌种的应用策略，该方案将污染物吸收调控、植物生理功能重编程与根际微生态环境改良三者有机结合，为农田重金属与微塑料复合污染的综合治理开辟了新的技术路径，同时也为推进绿色农业发展和维护生态系统安全奠定了坚实的理论基础与技术支撑。

论文的共同第一作者为华南农业大学彭晶博士后与严淇硕士研究生，王兴民教授和肖卡特·阿里副教授担任共同通讯作者。该研究工作依托生物防治教育部工程研究中心完成，并获得广东省现代农业产业技术体系、云南大观实验室等多个项目的经费支持。