自然 | 淨化空氣、儲存雨水……苔蘚的生態修復價值不容小覷

2020-11-17 中國科普網

我們科研團隊最新的研究發現，小立碗蘚（苔蘚的一種）葉綠體伴侶蛋白Hsp70調控網絡中篩選到的多個苔蘚特異的新基因，具有非常好的抗逆功能，應用其機制可能激活水稻葉片中在演化過程中丟失或沉默的抗性通路，為培育抗逆品種提供了新策略和資源。

目前，這一系列研究成果發表在《植物細胞》《自然通訊》和《植物學雜誌》等期刊上，研究結果也被《生物技術進展》《分子植物》《植物生理》等廣泛引用，《分子生物學》雜誌和《生物化學與生物物理-生物能》上發表的綜述中也給予高度評價。

當然，個頭矮小結構簡單，不開花也沒有種子的苔蘚植物不僅僅是基因研究的寶庫，其在整個生態系統的地位也不容忽視。

苔蘚雖小，但在豐富多彩的植物世界裡，其種數卻是僅次於被子植物的高等植物，算得上是植物界的第二大家族。作為生態環境中不可或缺的因素，苔蘚植物不僅為其他生物營造出各種各樣的生境，且人類和其他生物需依賴它維持生態系統的平衡。

作為大自然的「拓荒者」、最佳「環境聽診器」和天然「空氣清潔器」，苔蘚植物經歷了從水生到陸生的演化歷程，見證了中生代恐龍的滅絕和新生代生物的崛起。它們擁有龐大的族群和頑強的生命力，至今在地球上廣泛分布，約有21200種。除海洋和溫泉外，遍布地球上每個角落，甚至生長於荒漠、凍原及巖石上，為其他動物提供食物和庇護所。

除此之外，由於苔蘚無維管組織，密集生長形成大量有較強吸水性的毛細孔隙，可以在土壤表面形成天然的保水屏障，在過濾雨水的同時隔斷土壤水分的直接蒸發，因此它們還能為土壤鎖住大量雨水，防止水土流失，一直在地球的生態系統中發揮著舉足輕重的作用。

而得益於苔蘚葉片的強靜電吸附能力和共生在苔蘚表面的微生物吞噬粉塵能力，苔蘚植物具有吸收和消化汽車尾氣煙霧的功能，包括佔尾氣40%的有毒成分—銨。所以，從商業角度出發，如果把苔蘚植物製作成室內「空氣調節器」，就能吸收空氣中的粉塵，讓空氣變得更清新。不僅如此，苔蘚還能有效降低室內環境噪音，增加室內空氣溼度。

正是基於苔蘚植物對生態環境友好的這一特性，我們科研團隊在對其理論研究的同時，也對苔蘚進行深入商用性研究，讓這些平日無人關注的苔蘚發揮出更大的社會效應。

我國因為建築、開礦等工程建設造成的裸露山體坡面等引發的生態環境破壞現象普遍，業已成為各界急需解決的問題。基於此種需求，我們團隊針對苔蘚建立組織培養方法和苔蘚植物工廠方案，探索擴大種植和維護坡面恢復的方案，為苔蘚應用於生態修復提供理論和技術指導。有的苔蘚在生長的過程中能不斷地分泌酸性物質，促使土壤分化，年深日久便為其他高等植物創造了土壤條件。目前來看，苔蘚這一植物界的「拓荒者」已經吸引了生態環保界的高度重視，其在生態修複方面的巨大應用前景也正在逐步施放。

當前，人們雖然已經認識到苔蘚作為生態修復材料的優勢，且歐洲、日本等國家已經開始開發運用此資源，但是我國在這個方面的研究剛剛起步，這還需要科研界為此做出進一步的努力。

作者系湖北大學生命科學院省部共建生物催化與酶工程國家重點實驗室教授

來源：科普時報

作者：劉莉

編輯：吳桐

終審：尹宏群

圖片來源於網絡

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