3月26日，我室徐辰武教授、杨泽峰教授、团队在国际著名期刊《Journal of Hazardous Materials》（IF=10.588）在线发表题为“The plant streptolysin S (SLS)-associated gene B confers nitroaromatic tolerance and detoxification”的研究性论文，系统阐释了一个水平基因转移起源的植物基因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靶基因。

SagB基因编码一种硝基还原酶，本文发现该基因在几乎所有已经被测序的陆生植物（苔藓、蕨类和种子植物）具有同源基因，系统的进化分析发现该基因是陆生植物的祖先物种通过一次水平基因转移（horizontal gene transfer，HGT）获得于细菌。水稻和拟南芥SagB基因的表达受多种芳香族硝基化合物的诱导，包括有爆炸物TNT、天然化合物1-硝基芘（1-NP）和除草剂二甲戊乐灵（Pen）；体外的酶活实验表明植物SagB具有降解这些芳香族硝基化合物的能力。

在TNT胁迫下，水稻和拟南芥过表达SagB基因植株较野生型的根长显著增加，而敲除或干扰该基因则根长显著降低，表明植物SagB基因能显著提升对TNT胁迫的抗性。进一步分析发现，植物SagB基因通过将TNT降解为氨基二硝基甲苯（ADNT）的方式提高植株对TNT的抗性。在TNT胁迫条件下，水稻OsSagB基因CRISPR/Cas9敲除突变体体内的TNT含量是野生型的1.2倍，而过表达植株中则是野生型的81.7%。此外，过表达水稻和拟南芥的SagB基因能从培养液中吸收和清除更多的TNT，表明植物SagB基因对TNT污染的环境具备植物修复的能力。该研究不仅揭示了HGT在植物抗毒机制起源方面发挥着重要作用，还为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的思路和靶基因。

图1 水稻OsSagB转基因株系对TNT的耐受性分析

图2 拟南芥和水稻SagB转基因植株中对TNT的吸收和体内积累

我室博士研究生陈茹佳为论文的第一作者，我室青年教师鲁月博士和青岛农业大学张恩盈博士为论文的共同第一作者；我室徐辰武教授、杨泽峰教授为论文的通讯作者，姚友礼教授、周勇副教授、徐扬副教授、李鹏程副教授等参与完成了该研究工作。该研究得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等项目的资助。