镉在土壤基质-灰褐牛肝菌（Boletus griseus）系统中的化学迁移及富集机制

Yunnan province is of the highest edible mushroom resources in China. Wild edible Boletaceae mushrooms are a kind of agricultural and forestry products with high yield for export in Yunnan province. Our mass investigation showed that Boletus griseus showed a strong bioaccumulation for cadmium (Cd), and the bioaccumulation was affected by the soil matrix properties. This project aims to explore and clarify the factors affecting the bioaccumulation for Cd and the bioconcentration mechnisams of B. griseus. This project focus on three objectives: (1) a large collection of the fresh B. griseus samples and the soil samples with statistical significance at appropriate sampling sites for the comprehensive measurements and statistical analysis of the relationship between Cd content in fruiting bodies and the soil matrix properties, to elucidate the factors affecting the bioaccumulation for Cd of B. griseus and assess the health risk of Cd for food safety; (2) the evaluation of antioxidant system and the morphological observation of cell physiological to statistically analyze the physiological responses to Cd stress of fruiting bodies with high Cd contents; (3) the separation, purification, and structure identification of Cd combined peptides and proteins to statistically analyze their effects for Cd bioaccumulation in fruiting bodies, and clarify the Cd bioconcentration mechnisams of B. griseus. The project will provide the scientific basis for the assessment and control of food safety and quanlity of B. griseus. Furthermore, the research will provide the theoretical basis for the development of macrofungi as biological agents for the restore of environmental contamination.

野生食用牛肝菌是云南省大宗出口农产品，本团队经过大量调研发现灰褐牛肝菌对镉具有很强的生物富集作用，且其富镉作用受到土壤基质特性的影响。本项目拟研究镉在土壤基质-灰褐牛肝菌系统中的化学迁移，阐明灰褐牛肝菌富镉因素及机制：（1）充分采集具有统计学意义的菌体和土壤样本，综合测定，统计分析菌体镉含量及镉赋存形态与土壤基质特性的相关性，探索镉在土壤基质-菌体系统中的化学迁移，阐明灰褐牛肝菌中富镉的主要影响因素，评价菌体中镉的食用健康风险程度；（2）以菌体抗氧化体系评价和生理形态观察为切入点统计分析高镉菌体对镉胁迫的生理应答；（3）以菌体镉结合肽类和蛋白的分离、纯化、结构鉴定为切入点统计分析其对菌体富镉的作用，阐明灰褐牛肝菌对镉生物富集机制。本项目立足多样本的研究和统计分析，为灰褐牛肝菌食品安全风险评估和控制政策的制定提供科学依据。同时本项目研究为环境重金属生物治理和修复提供理论基础。

云南省是我国乃至世界野生食用菌主产区，近几年来野生食用菌年产量持续增加，2020年产量为22.75万吨，年产值高达166.52亿元，支撑了云南省的食用菌产业以全国第18位的产量位居第2位的综合产值。由此，云南野生食用菌食品安全性评价和控制研究至关重要。项目明确并聚焦非镉污染土壤（环境）中灰褐牛肝菌富镉问题，采集不同产地灰褐牛肝菌样本及其根际土壤基质，从灰褐牛肝菌菌体生理生化因素和土壤基质物理化学因素两个维度解析镉在土壤基质-灰褐牛肝菌系统中的化学迁移及富集机制。研究发现：（1）工业排污对灰褐牛肝菌富镉作用具有重要影响，但是采集自非镉污染自然生境中的灰褐牛肝菌镉含量也较高，均远超我国食品安全国家标准对镉在食用菌中的限量规定，且主要以水溶态赋存，具有较高的食用健康安全风险。（2）菌体镉含量与土壤基质的镉含量、EC、TC、TN等因素正相关，与土壤pH值等因素负相关；Cdmushroom=42.196+3.945Cdsoil+0.214EC+1.658TC+0.326TN-5.432pH-0.526Clay-0.364TDS（R=0.793，P=0.025）则在显著水平上量化了菌体Cd含量与土壤基质相关因素的关系。（3）灰褐牛肝菌根际土壤中镉含量与同一产地、同一生长期的其他7种牛肝菌根际土壤镉含量无差异，不存在镉暴露和镉胁迫，所以灰褐牛肝菌富镉作用是该品种真菌的一个固有的、非镉胁迫分化的个性特征；灰褐牛肝菌对镉的吸收和转运与菌体对Zn、Cu、Mg三种必需元素的吸收和转运具有显著协同作用，可能是借助了该三种必需元素的吸收转运通道；灰褐牛肝菌子实体较非灰褐牛肝菌具有更高含量的游离氨基酸和低分子量有机酸，可能是灰褐牛肝菌富镉的重要生化因素；菌体总镉水平与菌体抗氧化体系指标CAT活性显著正相关，表明CAT可能是灰褐牛肝菌菌体响应镉胁迫、提高镉抗性、进而实现镉富集的一种应对策略。项目研究不仅为云南野生食用菌重金属安全性评价和防治提供理论基础，同时也为环境镉污染生物治理提供了新思路。