真菌是否可能影响天气过程？一项由国际研究团队完成的研究给出了新的线索。研究人员识别出一种真菌蛋白质，可在较高的亚零度温度下催化冰的形成。该团队成员包括弗吉尼亚理工大学的王晓峰与鲍里斯·A·维纳策（Boris A. Vinatzer）。相关成果已发表在《科学进展》（Science Advances）。

或为云播种提供替代“冰核”材料

研究人员介绍，在“云播种”过程中，能够触发云中水分转变为冰晶的颗粒（冰核）被释放到云层中。冰晶在水分子不断附着下逐渐长大，随后因重量增加而下落，并在穿越大气层时融化，最终形成降雨。

传统云播种常用的冰核材料之一是碘化银，研究人员指出其具有较高毒性。团队认为，真菌来源的冰核蛋白分子可能成为更合适的替代方案。维纳策表示，如果能够以低成本实现该真菌蛋白的大规模生产，便可能将其用于云播种，从而提升相关过程的安全性。

基因或源自细菌的水平转移

研究团队还报告称，编码冰核蛋白的真菌基因很可能由其祖先通过水平基因转移从细菌物种获得，这一过程至少发生在数十万甚至数百万年前。维纳策表示，真菌从细菌获得基因并非没有先例，但并不常见，因此该基因的细菌起源令其感到意外。

研究人员指出，早在1990年代初，科学界已知部分真菌具备冰核能力，但直到近年DNA测序与计算机科学进步，研究团队才得以对特定真菌类群——Mortierellaceae科——进行基因组测序，并进一步定位到编码冰核蛋白的基因。

食品冷冻与低温保存等应用被提及

研究团队表示，目前尚不清楚真菌从获得该基因中具体获益为何，但已知真菌在长期演化中对该基因进行了改良，使其功能更强。

研究人员强调，真菌产生的冰核蛋白与细菌来源的冰核机制存在差异：真菌蛋白为无细胞且水溶性分子。团队认为，这些特征使其在仿生冷冻技术与天气工程等方向更具吸引力。

在冷冻食品制备方面，研究人员称，真菌仅分泌冰核分子，而细菌冰核往往需要整个细菌细胞参与，因此真菌分子在安全性上可能更具优势。维纳策表示，这意味着在食品生产中可使用“定义明确的蛋白质”，并去除其他成分，从而有望开发安全有效的添加剂以辅助冷冻食品制备。

此外，研究人员还提到，真菌冰核蛋白可能用于细胞低温保存，包括组织、精子、卵子和胚胎等。维纳策称，添加这种相对较小的分子，可能使细胞周围的水在温度尚未极低时提前结冰，从而保护细胞内部的脆弱结构；而细菌方案由于需要加入整个细菌细胞，存在局限。

或有助改进云与气候模型

维纳策还指出，冰核过程对气候模型同样重要。气候模型需要预测云层反射至太空的辐射量以及到达地球的辐射量，而云中的冰晶会使更多辐射穿透到地球。其表示，在明确该真菌分子身份后，将更容易评估云中此类分子的含量，从长期看有助于提升气候模型的准确性。

据介绍，维纳策在弗吉尼亚理工大学开展冰核研究，并与转化植物科学中心主任大卫·施梅尔（David Schmale）教授合作。施梅尔领导一项在奥地利面向本科生的夏季冰核研究项目。王晓峰则提供了酵母生物技术方面的专业知识，用于确认新基因的身份。