放射性铯在平菇子实体中的转运机制探秘：从污染到防控

在福岛核事故后，放射性铯（137Cs）在森林环境中残留且在野生蘑菇中积累，影响蘑菇市场。研究人员以平菇（Pleurotus ostreatus）为对象，探究137Cs、40K 和水的转运。结果发现137Cs 被动转运，40K 主动转运，这对防控蘑菇放射性铯积累意义重大。

　　2011 年 3 月 11 日，日本东海岸发生强烈地震，引发的海啸无情地冲击了福岛第一核电站。这一灾难导致大量放射性物质泄漏到周边环境中，其中放射性铯（¹³⁷Cs）成为了一个棘手的问题。福岛地区森林覆盖率高，约 70% 的区域被森林覆盖，而这些森林大多受到了¹³⁷Cs 的污染。更为糟糕的是，放射性铯在森林中的迁移速度极慢，会长期存在。同时，森林中的野生蘑菇也大量积累了放射性铯，尽管这些蘑菇原本可食用，但由于铯污染，它们被限制进入市场。

目前，大部分人工栽培的蘑菇属于腐生菌类，这些蘑菇会从受污染森林采集的木材中吸收放射性铯。然而，¹³⁷Cs 从污染木材转移到蘑菇子实体的具体机制却一直不为人知。而且，蘑菇子实体的含水量高达 90%，但水是如何转移到子实体中的也不清楚。另外，铯（Cs）作为钾（K）的同族元素，在植物细胞中铯积累的机制已经有一定研究，但在蘑菇这种担子菌中，¹³⁷Cs 和⁴⁰K（钾的一种天然放射性同位素）的吸收和转运机制仍有待探索。在这样的背景下，为了解决这些困惑，来自日本的研究人员开展了相关研究，该研究成果发表在《Chemosphere》上。

研究人员为了深入探究¹³⁷Cs、⁴⁰K 和水在菌丝生长和子实体发育过程中的转移情况，进行了一项腐生蘑菇（平菇，Pleurotus ostreatus）的培养试验。在研究过程中，主要运用了以下关键技术方法：首先，选用特定的平菇菌株（Pleurotus ostreatus 菌株 Tohoku H67），并准备了含有不同放射性铯水平的锯末培养基，通过监测培养基中放射性物质的活度浓度变化，分析菌丝生长对其的影响；然后，测定子实体中¹³⁷Cs 和⁴⁰K 的积累量以及从培养基到子实体的水分运输情况，以此来研究它们的转运机制。

腐生菌种和平菇培养基

研究选用了平菇（Pleurotus ostreatus）菌株 Tohoku H67。同时，准备了两种锯末，一种是含有放射性铯污染的锯末（sawdust Cs+），它是由 2019 年 10 月 17 日在日本川俣町山木谷收获的日本橡木制成；另一种是低水平放射性铯污染的锯末（sawdust Cs?），购自宫城县，于 2020 年 11 月 6 日获得。通过这些不同的培养基质，为后续研究放射性铯在平菇生长过程中的转移提供了实验基础。

基于菌丝生长的培养基中活度浓度变化

研究人员获取了不同培养基样本（S-LLLL、S-MMMM、S-HHHH、S-LLHH 和 S-HHLL）在对照、接种和生成测试中的放射性百分比分数（PFR）深度剖面以及¹³⁷Cs 的放射性活度浓度（RC）。结果发现，接种测试后，各培养基的 PFR 深度剖面形状与对照相似。这表明在平菇菌丝生长过程中，培养基中放射性铯的分布在整体上保持相对稳定，为后续研究放射性铯向子实体的转移提供了一个稳定的背景参考。

铯和钾向子实体的主动和被动转运

研究结果表明，在子实体形成过程中，¹³⁷Cs 和⁴⁰K 均从含有菌丝的整个培养基转移到了子实体中。而且，从培养基浸出到孔隙水中的¹³⁷Cs 和⁴⁰K 的百分比分数与培养基浓度处于同一数量级。通过特定公式（F_A = αl_Fwa）计算发现，¹³⁷Cs 是被动地从培养基转移到子实体中，而⁴⁰K 则是主动转运。这一结果揭示了两种元素在平菇子实体转运过程中的不同机制。

水分在培养基和子实体间的转移

随着真菌生长，培养基中的有机物被分解，使得培养基中的水分含量增加。并且，随着子实体的发育，更多的水分从培养基转移到了子实体中。这表明水分在培养基和子实体之间的转移与平菇的生长发育密切相关，同时也暗示了放射性铯可能随着水分的转移而进入子实体。

综合以上研究结果，研究人员得出结论：在腐生担子菌（平菇）的培养试验中，随着真菌生长，培养基中的有机物分解导致水分含量增加，这些增加的水分转移到了子实体中，而溶解在水中的放射性铯也随之进入子实体。此外，研究还揭示了¹³⁷Cs 和⁴⁰K 在转运机制上的差异。

这项研究意义重大。它为深入理解放射性铯在蘑菇中的积累机制提供了关键线索，有助于制定有效的防控策略，减少蘑菇中的放射性铯污染，保障食品安全。同时，该研究也为进一步研究其他放射性物质在真菌中的转运机制提供了参考，对核污染地区的生态修复和农业生产具有重要的指导价值。