2024年7月，青島農業大學山東省應用真菌重點實驗室食用菌精準育種團隊在食用菌綠色生產研究領域獲新進展，相關成果以“Transformation of Antibiotics to Non-toxic and Non-bactericidal Products by Laccases Ensure the Safety of Stropharia rugosoannulata”為題，發表在環境科學與生態學知名期刊Journal of Hazardous Materials（中科院1區，IF=12.2004）。
抗生素污染等環境污染引起的食品安全問題，一直是食用菌生產安全的潛在威脅，但這一領域的研究卻相當匱乏。草腐菌主要以含有大量抗生素污染的畜禽糞便與秸稈堆肥產生的發酵料為原材料，采用覆土模式進行出菇。因此發酵料、土壤和水體中的抗生素殘留會直接接觸草腐菌菌絲影響菌絲生長，環境中的耐藥菌也會對蘑菇產品造成潛在危害。
大球蓋菇（Stropharia rugosoannulata）是世界上繼雙孢蘑菇和草菇之后的第三種主要草腐菌。郭立忠教授團隊在全球首次發布了大球蓋菇高質量基因組圖譜（J Fungi 2022, 8:99），在此基礎上，本研究中團隊圍繞“抗生素是否會對大球蓋菇的食品安全產生影響”這一科學問題開展研究。
研究表明，當大球蓋菇菌絲暴露于環境濃度的四環素下，大球蓋菇菌絲的生長并不會受到四環素的影響。大球蓋菇菌絲能夠降解四環素，從而消除四環素對于菌絲的抑制作用。除四環素外，大球蓋菇還能夠降解其他四環素類、磺胺類和喹諾酮類的抗生素。進一步分析表明，大球蓋菇主要通過分泌胞外酶來進行抗生素降解，通過對分泌組學的分析，從大球蓋菇上清中篩選到兩個漆酶SrLAC1和SrLAC9可能與抗生素的降解有關。進一步，利用畢赤酵母GS115對這兩個漆酶進行了異源表達并進行了純化。SrLAC1和SrLAC9可以降解包括四環素在內的多種抗生素，對于不同抗生素的降解效率按照順序分別為四環素類>磺胺類>喹諾酮類，木質素降解中間代謝產物丁香酸可以作為mediator促進抗生素降解。分別利用降解前的抗生素和降解后的抗生素培養抗生素敏感菌株和耐藥菌株，發現降解后抗生素不能夠為耐藥菌株提供生長優勢，因此這就避免了耐藥菌的擴散。
本研究采集了來自于七個省份的大球蓋菇，提取子實體基因組之后，對50種常見的耐藥基因進行了檢測，在所有的樣本中均未檢測出耐藥基因。本研究表明大球蓋菇可以通過基質降解酶來分解環境中的抗生素，從而減少耐藥細菌（ARBs）和耐藥基因（ARGs）的傳播，從而確保大球蓋菇其作為健康食品的安全性，保證了食用菌的綠色生產過程。
本研究是首次全面系統的闡明了抗生素與草腐菌食品安全之間的關聯，以及首次解析了大球蓋菇分泌蛋白降解抗生素的分子機理，為食用菌的綠色生產提供了理論依據。本項工作，青島農業大學為第一通訊單位，青島農業大學與中國海洋大學聯合培養博士研究生趙書雪為論文第一作者，該研究得到中國海洋大學白潔教授的幫助，生命科學學院于浩副教授為通訊作者。該研究得到了山東省產業體系、山東省重點研發計劃的共同資助。
