Lacroix
Un chercheur de l’Université du Maryland et ses collègues ont découvert que le champignon Metarhizium robertsii élimine le mercure du sol autour des racines des plantes et de l’eau douce et salée. Les chercheurs ont également modifié génétiquement le champignon pour amplifier ses effets détoxifiants du mercure.
La air pollution par le mercure des sols et de l’eau est une menace mondiale pour la santé publique. Ce nouveau travail suggère que Metarhizium pourrait fournir un moyen peu coûteux et efficace de protéger les cultures cultivées dans les zones polluées et de dépolluer les cours d’eau chargés de mercure.
L’étude, qui a été menée par le professeur d’entomologie de l’UMD Raymond St. Leger et des chercheurs du laboratoire de son ancien boursier postdoctoral, Weiguo Fang (maintenant à l’Université du Zhejiang à Hangzhou, en Chine), a été publiée dans Actes de l’Académie nationale des Sciences (PNAS) le 14 novembre 2022.
“Ce projet, dirigé par le Dr Fang, a découvert que Metarhizium empêche les plantes d’absorber du mercure”, a déclaré St. Leger. “Bien qu’elle soit plantée dans un sol pollué, la plante pousse normalement et est comestible. De plus, le champignon seul peut rapidement éliminer le mercure de l’eau douce et de l’eau salée.”
Metarhizium est un champignon presque omniprésent, et des travaux antérieurs du laboratoire St. Leger avaient montré qu’il colonisait les racines des plantes et les protégeait des insectes herbivores. Les scientifiques savent que Metarhizium est souvent l’un des seuls êtres vivants trouvés dans les sols de web-sites toxiques comme les mines de mercure. Mais personne n’avait auparavant déterminé remark le champignon survivait dans des sols pollués par le mercure, ou si cela avait des implications pour les plantes avec lesquelles le champignon vit normalement.
St. Leger et d’autres collègues avaient précédemment séquencé le génome de Metarhizium, et Fangnoticed qu’il contient deux gènes qui sont très similaires aux gènes présents dans une bactérie connue pour détoxifier, ou biorestaurer, le mercure.
Pour l’étude actuelle, les chercheurs ont mené diverses expériences en laboratoire et ont découvert que le maïs infecté par Metarhizium poussait aussi bien qu’il soit planté dans un sol propre ou un sol chargé de mercure. De plus, aucun mercure n’a été trouvé dans les tissus végétaux du maïs cultivé dans un sol pollué.
Les chercheurs ont ensuite modifié génétiquement les champignons, en supprimant les deux gènes similaires à ceux des bactéries qui remédient au mercure. Lorsqu’ils ont reproduit leurs expériences, Metarhizium modifié ne protégeait moreover les plants de maïs des sols chargés de mercure et le maïs mourut.
Pour vérifier que les gènes fournissaient les qualités détoxifiantes, les chercheurs les ont insérés dans un autre champignon qui ne protège normalement pas le maïs du mercure. Le champignon nouvellement modifié a fonctionné comme le Metarhizium, protégeant les plantes du sol chargé de mercure.
Des analyses microbiologiques ont révélé que les gènes en problem exprimaient des enzymes qui décomposent les formes organiques hautement toxiques du mercure en molécules de mercure inorganique moins toxiques. Enfin, les chercheurs ont génétiquement modifié Metarhizium pour exprimer davantage de gènes détoxifiants et augmenter sa creation d’enzymes détoxifiantes.
Dans leur dernière expérience, les chercheurs ont découvert qu’ils pouvaient éliminer le mercure de l’eau douce et de l’eau salée en 48 heures en mélangeant du Metarhizium.
La prochaine étape consistera à mener des expériences sur le terrain en Chine pour voir si Metarhizium peut transformer des environnements toxiques en champs productifs pour la culture du maïs et d’autres cultures. Les méthodes actuelles d’assainissement des sols pollués exigent que les toxines soient éliminées ou neutralisées de champs entiers avant que quoi que ce soit puisse être planté. Cela peut être très coûteux et prendre beaucoup de temps. Mais Metarhizium détoxifie simplement le sol entourant immédiatement les racines des plantes et empêche les plantes d’absorber la toxine.
“Permettre aux plantes de pousser dans des environnements riches en mercure est l’une des façons dont ce champignon protège sa maison végétale”, a expliqué St. Leger. “C’est le seul microbe que nous connaissons avec le potentiel d’être utilisé comme ça, parce que les bactéries avec les mêmes capacités génétiques pour détoxifier le mercure ne poussent pas sur les plantes. Mais vous pouvez imaginer simplement tremper des graines dans Metarhizium et planter des cultures qui sont maintenant protégé des sols riches en mercure.”
En plus de son potentiel en tant qu’outil rentable pour récupérer les terres polluées pour l’agriculture, Metarhizium peut aider à éliminer le mercure des zones humides et des voies navigables polluées qui sont de plus en furthermore menacées par la air pollution au mercure à mesure que le changement climatique et la fonte du pergélisol accélèrent la libération du métal toxique dans les sols. et les océans.
Cette recherche a été soutenue par une subvention de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (prix n° 32172470). Cette histoire ne reflète pas nécessairement le issue de vue de l’organisme de financement.
